光子晶体粗波分—模分混合复用/解复用器

提出了一种基于光子晶体的粗波分-模分混合复用/解复用器,可在光子晶体上实现波分-模分的一体集成.根据时域耦合模理论,该器件采用点缺陷微腔和波长选择反射微腔的结构实现滤波.根据横向耦合模理论,利用非对称平行波导的结构实现模式转换.应用时域有限差分法对其性能进行分析,仿真结果表明,该器件可以实现1 550nm TE0模、1 570 nm TE0模、1 550 nm TE1模和1 570 nm TE1模四个信道信号的复用和解复用,且具有较低的插入损耗(<0.23 d B)和信道串扰(<-15.21 d B),该器件在CWDM-MDM中有重要作用,对提升城域网的容量具有重要价值.

MMI型1.31/1.55μmGaAs波分复用/解复用器的研制

利用多模波导的自镜像原理 ,分析设计了一种能直接与单模光纤相耦合的具有最小循环比的 1.31/ 1.55μm波长的GaAs/GaAlAs波分复用 /解复用器。该器件的输入、输出单模波导和SIE多模波导采用离散谱折射率法进行优化设计 ,最后获得了当输入、输出单模波导宽为 3μm、SIE多模波导宽度和最佳耦合长度分别为 18μm和 560 2 .8μm时 ,该器件对 1.31μm和 1.55μm两个波长的隔离度均在 70dB以上 ,且传输损耗小于 0 .1dB。

波分-模分复用/解复用器的设计和性能分析

为了进一步提高通信容量,提出一种基于光子晶体的波分-模分混合复用/解复用器。该器件由4个组合谐振腔、4个波长选择反射微腔以及一对用于模式转换的非对称平行波导组成,通过调节微腔的半径和折射率以及非对称平行波导的宽度和耦合长度实现波分-模分复用和解复用。利用时域有限差分法进行了仿真分析,结果表明,该器件可以实现1 530、1 550nm的TE_0模和TE1模4个信道的波分-模分复用和解复用,其插入损耗<0.11dB,信道串扰<-16dB,可以满足现如今大容量光通信系统的要求。

一种基于三芯光子晶体光纤的宽带模分复用器的设计与研究

本文提出了一种基于非对称三芯光子晶体光纤的宽带模分复用器.该器件主要是由位于光纤中心的可提供基模和高阶模传输的中心纤芯和分别位于中心纤芯两侧的可提供基模传输的2个旁芯构成.根据光耦合理论,在输入端对3个纤芯分别输入LP_(01)模式的光,在传输过程中左旁芯的LP_(01)模式的光将逐步向中心纤芯耦合并转换为LP_(21)模式传输,而右旁芯中的LP_(01)模式的光则逐步耦合并转换为中心纤芯中的LP_(31)模式来传输.通过对光纤结构的优化设计和光纤长度的选择,使得在输出端同时完成旁芯LP_(01)模向中心纤芯LP_(21)和LP_(31)模的最佳转换,从而实现LP_(01)、LP_(21)和LP_(31)3种模式的光在中心纤芯中的复用.反之,若将该器件的输出端用作输入端则可以实现中心纤芯中3种模式的光向3个纤芯的解复用.本文利用有限元法和光束传播法进行了优化设计和仿真,并将光耦合理论与超模理论相结合进行了分析计算,结果表明在1.49—1.63μm的波段下,该器件插入损耗最高为0.72 dB,在中心波长1.55μm处器件插入损耗为最低值0.543 dB,远低于大家普遍采用的1 dB插入损耗的评价标准.较低的插入损耗也为级联型多芯光子晶体光纤模分复用器设计提供了可能.与现有的模分复用方案相比,该器件的集成性更高,受外界影响更小,与多芯空分复用光纤搭配使用,可以更好地提高模式转换效率和模式纯度,降低耦合复杂度,拓展通信容量.

8-信道MMI阵列波导光栅复用/解复用器的研制(英文)

本文首先详细分析了基于自镜象效应的 MMI DMUX器件的基本工作原理 ,在此基础上 ,在 Ga As/Ga Al As系材料上完成了对 8信道 MMI DMUX的具体设计 .该器件的输入、输出单模波导和 SIE多模波导采用离散谱折射率法进行优化设计 ,最后获得了当输入、输出单模波导宽度为 3μm、SIE多模波导宽度和长度分别为 40 μm和 1 731 .45μm时 ,该器件对 8信道波长的隔离度为～ 2 6d B,理论传输损耗为～ 0 .2 4 d B.

MMI阵列波导光栅复用/解复用器的研制

详细分析了基于自镜像效应的 MMI DMUX器件的基本工作原理 ,在此基础上 ,在 SOI材料上完成了对 8信道 MMI DMU X的具体设计 .该器件的输入、输出单模波导采用 Soref的大截面脊形光波导理论进行优化设计 ,最后获得了当输入、输出单模波导宽度为 5 μm,SIE多模波导宽度和长度分别为 72 μm和 6 313.4μm时 ,该器件对8信道波长的隔离度均在 35 d B以上 ,且理论传输损耗 <0 .18d B.

基于多模干涉的二维光子晶体解复用器

通过平面波展开法计算了单模和多模光子晶体线缺陷波导的色散曲线,基于多模干涉效应和自成像原理,设计了1×2二维硅光子晶体解复用器。时域有限差分法(FDTD法)模拟光场分布,结果表明该结构可实现对1.31μm和1.55μm两个主要通讯波长解复用。这一方法可进一步用于其它新型光子晶体器件的设计。

基于光子晶体的2波长×3模式混合复用/解复用器研究

为了进一步提高光通信系统的传输容量,提出了一种基于光子晶体的2波长×3模式混合复用/解复用器,该器件由3个组合谐振腔、3个波长选择反射微腔、单模波导、多模波导和锥形渐变耦合波导组成。采用组合谐振腔和波长选择反射微腔的结构实现滤波,利用非对称平行波导的结构实现模式转换。应用时域有限差分法进行了仿真分析,结果表明:该器件可以实现1530 nm TE0模、1530 nm TE1模、1530 nm TE2模、1550 nm TE0模、1550 nm TE1模和1550 nm TE2模6个信道的波分—模分复用和解复用,其插入损耗<0.127 dB,信道串扰<-15.19 dB。

基于五芯光子晶体光纤的超大带宽低损耗新型模分复用器/解复用器

提出了一种基于五芯光子晶体光纤的新型模分复用器/解复用器(MUX/DMUX)。采用本征模有限差分法和本征模展开法对MUX/DMUX的结构参数进行了优化。数值模拟结果表明,该器件能够以超低的插入损耗(IL)在主芯中同时复用/解复用LP_(01)、LP_(11)、LP_(21)、LP_(31)和LP_(12)5种模式。当输入光中心波长为1.55μm时,器件的模式转换效率大于96.7%,IL小于0.15 dB。所提出的MUX/DMUX结构紧凑,长度仅为1.84 mm。此外,该器件可以在620 nm(1.33~1.95μm,覆盖E、S、C、L、U波段)的超宽带内以小于-11.34 dB的串扰高效工作,在未来的模分复用系统中具有巨大应用潜力。

模分复用系统中少模复用（解复用）技术研究

近年来,在模分复用(MDM)光通信领域中采用少模光纤(FMFs)来增加传输容量的方法已经得到高度关注和深入研究,该方法可以突破单模光纤(SMFs)非线性香农极限.结合本课题组开展的模分复用方面的部分工作,比较系统、深入地分析讨论了模分复用研究过程中相对突出、经典的部分研究工作和最新进展,涉及少模模分复用器结构设计、特性及应用.分析讨论了一种基于相位板的三模式模分复用器、基于液晶空间光调制器(LCOS-based SLM)的模分复用器、常规标准型光纤光子灯笼、模式选择光纤光子灯笼、模式组选择光纤光子灯笼、模式组选择刻写波导型光子灯笼的结构设计、特性及应用.最后,给出了本课题组近期提出的新颖的定向耦合模分复用器以及模分复用器研究发展趋势,为模分复用光纤前传等系统应用提供有效支持.今后的较长一段时间,模分复用技术研究中的采用特殊材料和传输信道结构设计来实现低衰减、低串扰、高消光比、高模式选择性等指标仍然是通信领域需要继续探索的研究热点.

模分复用系统关键技术研究进展

近年来,光纤通信主要应用于单模系统中,扩充容量一般应用波分复用技术。而随着传输容量逐渐逼近香浓极限,光纤通信技术开始向空分复用方向发展。模分复用是一种利用光波的空间自由度来增加光通信容量的复用技术。它作为一种可以克服单模光纤通信系统传输容量局限的复用方式,受到了广泛的关注。文中就模分复用系统中关键性技术的研究进展进行了评述,主要包含模分复用/解复用器,少模/多模光纤,以及MIMO数字信号处理3个方面。

基于弱耦合少模光纤的模分复用技术进展(特邀)

近年来模分复用技术被广泛认为是突破传统单模光纤通信系统和网络容量"瓶颈"的有效途径,其典型方案包括强耦合和弱耦合两种。在弱耦合模分复用方案中,模式串扰应尽量被抑制,使得各模式中的信号可独立传输和接收。文章首先对强耦合和弱耦合模式技术原理进行了介绍,之后设计制作了一种弱耦合双环型纤芯结构少模光纤,设计制作了基于模式选择耦合器的模式复用/解复用器,在此基础上演示了6模式、10km弱耦合模分复用传输实验,仅采用强度调制和无数字信号处理的直接检测设计了一种简并模式解复用方案,并基于熔融拉锥工艺制作了该器件,最终首次实现了模分复用实时视频传输,这表明模分复用技术向实际应用迈进了重要一步。

模分复用光传输技术研究

结合课题组开展的通信领域研究热点模分复用方面的部分工作,比较系统、深入地分析讨论了模分复用光传输研究过程中相对经典的部分研究工作和最新进展,以模式复用器和解复用器的发展为主线,分类讨论了准单模少模光纤单跨距传输、准单模少模光纤控制环传输、基于分立模式复用器和解复用器的少模光纤单跨距传输、基于分立模式复用器和解复用器的少模光纤控制环传输、基于平面光转换模式复用器和解复用器的少模光纤传输、基于3D波导模式复用器和解复用器的少模光纤单跨距传输、基于3D波导模式复用器和解复用器的少模光纤控制环传输、基于光子灯笼的全光纤复用器的少模光纤单跨距传输、基于光子灯笼的全光纤复用器的少模光纤控制环传输、基于全光纤耦合器的少模光纤单跨距传输、基于全光纤耦合器的少模光纤控制环传输;最后,给出了本课题组近期合作研究工作中的准单模少模光纤长跨距传输、单通道信号少模光纤传输研究、多通道波分复用信号少模光纤传输研究。

硅波导纵向多模式分离与交叉的片上解决方案

为了解决硅纳米光子集成器件中纵向分布多模式波导的分离和交叉,提出了一种基于平面阶梯光栅和非对称定向耦合器的模式分离方案,并设计了一种带有曲面反射镜的器件,可实现多模式同时交叉.通过使用三维时域有限差分方法对器件进行仿真,结果表明:设计的平面阶梯光栅可同时分离不同的波长及模式(共9个通道),并具有低于-30 dB的串扰;曲面反射模式交叉器件可同时让3个模式进行交叉,且对所有模式均具有接近-40 dB的低串扰.

密集波分复用系统中光器件的应用及发展

本文概述了密集波分复用系统中光复用/解复用滤波器、光纤、光放大器、光分/插复用器、光交叉连接器等器件,并对其发展作了简要介绍。

一种大有效模面积的折射率渐变型模分复用器研究

提出了一种大有效模面积的折射率渐变型分布模式信道的新型6模式复用器,采用光束传播法和全矢量有限元方法研究了模分复用器的性能指标。结果表明,本文复用器实现了折射率渐变型分布、大有效模场面积、低非线性系数、高耦合效率和宽工作波段6模式复用解复用操作;在1 450~1 650nm工作波段,模分复用器耦合效率优于-0.449dB,模式LP_(01)、LP_(11a)、LP_(11b)、LP_(21a)和LP_(21b)耦合效率分别优于0、-0.018、-0.018、-0.449和-0.036dB,呈现出平坦特性;在C波段内,模分复用器耦合效率呈现出更好的平坦特性,所有模式对应的平坦度均优于0.066dB;在1 550nm,所有模式的有效面积均大于标准单模光纤(SMF)的14.9倍,非线性系数均远小于标准SMF。

光频分复用技术

本文介绍了光频分复用通信系统组成，并就系统中光源频率稳定和光载波的复用与解复用作了进一步的分析，特别对马克·曾德尔干涉仪用作为光滤波器作了理论上的说明。最后阐述了光频分复用方式在大容量通信干线和本地分布网络中的应用。

光通信中的光电子器件讲座第四讲 光通信中的波分复用技术及关键器件的原理和应用

通信业务的爆炸式发展 ,使得通信网络对传输容量要求急剧提高 .WDM(wavelengthdivisionmultiplexing)技术是增加系统容量的有效方法 .文章介绍了光通信中波分复用技术的基本原理和特点以及波分复用技术中所用的关键器件———波分复用器 解复用器 .

CWDM关键技术研究

波分复用 (WDM)技术已成为高速率、大容量光通信系统发展的主流方向。本文首先简要介绍应用于局域网(L AN)及城域网 (MAN)中的稀疏波分复用 (CWDM)系统及特点 ,然后 ,重点研究了 CWDM的几个关键技术 ,如光源技术、光纤技术和复用器

光传送网中的关键光器件

光器件是光传送网的基础单元之一 ,本文主要综述光传送网中的关键光器件 :光源与光探测器、光波分复用/解复用器、光放大器、色度色散与偏振模补偿器及光开关等。比较了各种光器件的主要技术方案 ,特别针对的是已实用化的技术方案。最后讨论了光器件的尺寸小型化、微型化以及多功能集成等发展趋势 ,介绍了光器件的集成方式如 :传统分立光器件的集成 ,平面光波导集成 。