利用硅基波導的相干編碼信號全光波長轉(zhuǎn)換研究.pdf

1、隨著信息時代的到來，傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)已經(jīng)不能夠滿足未來通信的需求，高速大容量的全光通信網(wǎng)絡得到了廣泛關注。增大通信容量的有效方法有兩種:一是使用多進制相干編碼提高單位符號上的信息容量;二是采用復用技術增加信道數(shù)。在波長路由全光通信網(wǎng)絡中，實現(xiàn)全光波長轉(zhuǎn)換對于提高波長的重用率、避免波長碰撞而引起的阻塞具有重要意義。同時，集成波導器件因其穩(wěn)定性高、可靠性強、重復性好、尺寸小、潛在成本低等突出優(yōu)點，已成為光電子器件的長遠發(fā)展方向。因此，本論文利

2、用硅基波導中的四波混頻效應，針對多進制相干編碼信號，實現(xiàn)了全光波長轉(zhuǎn)換以及組播功能，為全光通信網(wǎng)絡的光信號處理提供了集成化解決方案以及有價值的參考。論文的具體內(nèi)容包括:
　　1、基于絕緣體上硅(SOI)波導，實驗實現(xiàn)了QPSK和16QAM相干編碼信號的全光波長轉(zhuǎn)換和組播功能。采用單個和兩個連續(xù)的泵浦光，實現(xiàn)了20 Gbit/s QPSK信號的波長轉(zhuǎn)換和五通道組播，測試了信號光、轉(zhuǎn)換閑頻光和組播閑頻光的眼圖、星座圖和誤碼率，在誤碼率

3、為3×10-3時，轉(zhuǎn)換和組播功率代價均小于0.7 dB。對于36 Gbit/s16QAM信號，在誤碼率為3.8×10-3時，轉(zhuǎn)換和組播功率代價均小于0.96 dB。
　　2、基于SOI波導，實驗實現(xiàn)了偏振復用(PDM)、波分復用(WDM)、正交頻分復用(OFDM)的相干編碼信號的全光波長轉(zhuǎn)換和組播功能。在單個SOI波導中，利用具有一定偏振角度的泵浦光，實現(xiàn)了PDM-QPSK信號的全光波長轉(zhuǎn)換和組播，在誤碼率為3×10-3條件下，兩

4、個偏振信道的功率代價均小于2.0 dB。提出了兼容WDM技術的自適應OFDM信號的全光波長轉(zhuǎn)換，并針對2×11.64 Gbaud/s的不同載波調(diào)制的OFDM信號進行了實驗驗證，在不增加轉(zhuǎn)換功率代價的情況下，將信號速率提高了近12 Gbit/s。
　　3、提出了一種硅/富硅氮化硅(Si/SRN)混合硅基波導并用于相干編碼信號的全光波長轉(zhuǎn)換。設計優(yōu)化并制作了Si/SRN混合硅基波導，測試了該波導的線性和非線性特性，測得的非線性克爾系數(shù)