文档介绍：浙江大学
博士学位论文
高速半导体电吸收光调制器与MSM光探测器研究
姓名:于弋川
申请学位级别:博士
专业:光学工程
指导教师:何赛灵
20070401
摘要由于信息时代对信息的需求呈爆炸式增长,特别是因特网对全社会信息需求的推动作用,信息网内信息传送量的增长速度远远超过了“摩尔定律”。在市场需求的推动下,光通信因为带宽大、可靠性高、成本低、抗干扰能力强等特点,向光通信技术中,核心的研究内容是实现高速电信号对光载波调制的高速光调制器高速、大容量方向取得了飞速的发展。目前基于电的时分复用光传输商用系统已从/黾拥痵,并正在向超高速系统/发展。在时分复用的研制以及系统接收机中高速光探测器的研究。作为当前国际上主流的研究对象,半导体电吸收光调制器具有体积小,功耗低,可与半导体激光器集成等优点,因此,为适合下一代数字光通信系统的需要,当数据传输速率高达/陨时,多选用激光一电吸收调制器集成器件作为光发射机的核心。在另一方面,馓讲馄饕蚱渲谱魅菀住⒌桶档缌鳌⒋蟠砹槊舳然约耙子谟氲缏沸片集成等特点,己成为高速光通信接收器中的重要元件。本文主要在理论上研究、优化设计并测试了高速半导体电吸收光调制器。⒉ǚ瓷洳问ǎ德史围内始终低于.:当信号传输速度为/⑶缪沟姆宸逯礦时,:针对调制器的高消光比和低驱动电压要求,优化设计了对波长光波段具有高电吸收系数的//嗔孔于宀牧希徽攵缘髦破鞯母呦光比和低插入损耗要求,优化设计了调制器光波导结构,实现了调制器光限制因子的提高以及器件与单模光纤之间光耦合效率的改善;提出并优化设计了光调制器分段式行波电极结构,同时实现了器件工作带宽的提高和器件与微波信号源阻抗匹配性能的改善。基于高速半导体电吸收光调制器,我们首次提出并完成了传输速度为/的电时分复用光发射机的研究和实验;通过对理论和实验结果的分析,我们研究了温度对高速电吸收光调制器工作状态的影响,提出并实验验证了可通过优化驱动电压的方法来实现非冷却下高速光调制器在大温度范围内的正常工作。浙江大学博士学位论文
,我们将非对称法布里一珀罗型电吸收光调制器模块作为光收发器应用在全双工光纤无线此外,本文也对基馓讲馄鞯哪D馍杓品椒ń辛搜芯俊;诎氲体物理的基本微分方程,采用有限差分方法对基馓讲馄鹘辛硕分析,模拟了器件中载流子的二维分布以及探测器的光电直流特性和瞬态响应特性:以对探测器瞬态响应分析得到的结论为基础,开展了针对探测器响应时间与系统中,提出并实验验证了上下行链路共用一个波长光载波的系统方案:通过对系统传递函数的非线性分析,模拟了系统的动态范围特性,并结合模拟结果在实验中通过优化运行参数对系统内副载波信号的互调失真进行了抑制。关键词:光通信技术,半导体电吸收光调制器,馓讲馄响应率的二维结构分析,得到了优化的基馓讲馄鹘峁埂浙江大学博士学位论文
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第一章绪论引言由于信息时代对信息的需求呈爆炸式增长,特别是因特网对全社会信息需求的推动作用,信息网内信息传送量的增长速度远远超过了“摩尔定律”【俊T谑谐需求的推动下,光通信因为带宽大、可靠性高、成本低、抗干扰能力强等特点,时代带来新的革命,光通信将逐步取代传统的交换、传输、接入技术,最终实现全光联网。近年来,随着各种基于互联网的新型应用比如等口业务持续的指数级增长的出现以及人们日益增加的语音要求,采用时分复用/。目前基于电时分复用光传输商用系统己从/。由图可见,光纤通信系统中单通道的数据速率每六年增长四倍,这意味着到年光通信系统中单通道的数据速率可以达到痵,同时痵的以太网标准也将在这之前被制定出来馔ㄐ畔低诚虺咚俾史⒄沟那魇品浅C飨浴’螂图商用光纤通信系统中单信道通信速率的发展规律舻向高速、大容量方向取得了飞速的发展。光通信系统和光网络飞速发展也给信息付懈坩浙江大学博士学位论文∞—∞五。一暑墨Ⅱ琲昕冉兰毋軴
一在已商用的高速光通信系统方面,/低骋芽J荚诒泵馈⑴分蕖⑷毡成。在中国国内,/璞冈谖夜挠τ靡惨丫蠊婺U箍#舾等国家大批量装备和应用,首条试商用/低骋灿暝诿拦ㄉ柰网络已建成并投入商用,例如中国电信南京一上海干线痵⒛暇┮晃汉干线/、重庆城域网、浙江省网、联通华东干线等。从短期的国内通信发展需