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1、基于平面光波導(dǎo)的無(wú)源光器件設(shè)計(jì)專業(yè):電磁場(chǎng)與微波技術(shù)碩士生:張淼導(dǎo)師:吳龜靈上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院2012年12月萬(wàn)方數(shù)據(jù)M.D.DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityDESIGNOFPLANARLIGHTWAVECIRCUITSBASEDPASSIVEOPTICALDEVICESAuthor:ZhangMiaoAdvisor:WuGuilingSpecialty:ElectromagneticFieldsandMicrowaveTechnologySchoolofEle
2、ctronic,InformationandElectricalEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityDecember,2012萬(wàn)方數(shù)據(jù)萬(wàn)方數(shù)據(jù)萬(wàn)方數(shù)據(jù)摘要基于平面光波導(dǎo)的無(wú)源光器件設(shè)計(jì)摘要隨著信息時(shí)代的到來(lái),全球通信對(duì)帶寬的需求呈指數(shù)態(tài)增長(zhǎng),平均年增長(zhǎng)率高達(dá)35%。骨干網(wǎng)中的同軸電纜逐漸由光纖取代,有“最后一公里”之稱的光接入網(wǎng)則成為通信系統(tǒng)的瓶頸所在。光接入網(wǎng)的主要功能包括光路連接、光信號(hào)功率分配、光器件之間的耦合控制等。通過(guò)使用高性能無(wú)源光器件,可拓寬接入網(wǎng)帶寬,提高通信網(wǎng)絡(luò)整體效率。1×N功率分配器
3、是最基本和最重要的無(wú)源光器件之一,它不僅是光接入網(wǎng)不可或缺的組成部分,也是許多更復(fù)雜光器件的構(gòu)成部件?;谄矫婀獠▽?dǎo)材料的功率分配器具有體積小、重量輕、集成度高,機(jī)械性能以及環(huán)境穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),因此應(yīng)用較廣泛。傳統(tǒng)1×N功分器多由1×2功分器通過(guò)S形波導(dǎo)級(jí)聯(lián)構(gòu)成,雖能滿足PON網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求,但器件尺寸和插入損耗均較大。本文設(shè)計(jì)了一種新的級(jí)聯(lián)型1×N光功率分配器,在4至64分路數(shù)范圍內(nèi),器件尺寸可減小24.80%~53.72%;在1260nm~1610nm波段內(nèi),插入損耗可降低0.3~0.4dB。本文設(shè)計(jì)的1×N功分器使用弧形波導(dǎo)取代S形波導(dǎo)
4、銜接相鄰1×2功分器單元,降低了由銜接波導(dǎo)造成的長(zhǎng)度增長(zhǎng)和損耗增加。此外,本第I頁(yè)萬(wàn)方數(shù)據(jù)摘要文又提出了一種建立在方向搜索、遺傳算法和進(jìn)化規(guī)劃三種方法基礎(chǔ)上的改進(jìn)型智能優(yōu)化算法,通過(guò)調(diào)節(jié)每段弧形波導(dǎo)的弧度,使得功分器總長(zhǎng)度達(dá)到全局最小,從而進(jìn)一步減小了器件尺寸。最后,本文設(shè)計(jì)了一款適用于波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)的全光幅相均衡器。該均衡器由可調(diào)光衰減器(VOA)陣列和可調(diào)延遲線(TDL)陣列級(jí)聯(lián)組成,可實(shí)現(xiàn)不同頻道的功率均衡和0~100ps范圍內(nèi)的時(shí)間同步。關(guān)鍵詞:集成光器件、功率分配器、可調(diào)光衰減器、可調(diào)延遲線第II頁(yè)萬(wàn)方數(shù)據(jù)DESIGNOFPLANAR
5、LIGHTWAVECIRCUITSBASEDPASSIVEOPTICALDEVICESABSTRACTWiththeadventoftheinformationage,thebandwidthdemandofglobalcommunicationexhibitsanexponentialgrowthtrend,withanaveragerateof35%annually.Inbackbonenetwork,opticalfiberstookplaceofcoaxialcables,leavingtheso-called“l(fā)ast-mile”o
6、pticalaccessnetworkthebottleneckoftelecommunicationsystem.Majorfunctionsoftheopticalaccessnetworkincludesestablishingconnectionsbetweenopticalnetworkandelectricalendcircuit,powerdistributionofopticalsignals,couplingcontrolofvariousopticaldevices,multiplexinganddemultiplexin
7、gofopticalsignals.Viausinghighlyefficentpassiveopticaldevices,bandwidthoftheaccessnetworkcanbebroadened,thusimprovingtheoverallperformanceofthecommunicationnetwork.1×Npowersplitterisoneofthemostbasicandthemostimportantpassiveopticaldevices.It’snotonlyanintegratepartoftheopt
8、icalaccessnetwork,butalsoanindispensablecomponentofmanycomplexopticaldevices.Power