發(fā)布時(shí)間：2017-12-12 00:28

  本文關(guān)鍵詞：硅基光交換芯片設(shè)計(jì)與性能評(píng)估

  更多相關(guān)文章： 光交換芯片 馬赫-曾德爾干涉結(jié)構(gòu) 單微環(huán)耦合MZI結(jié)構(gòu) 串?dāng)_

【摘要】：光交換節(jié)點(diǎn)是全光通信網(wǎng)絡(luò)的核心單元之一,高速光交換集成芯片的研制推動(dòng)了光交換節(jié)點(diǎn)技術(shù)的發(fā)展,其中硅基光交換芯片的制作工藝與傳統(tǒng)COMS工藝完全兼容,易于實(shí)現(xiàn)單片集成,成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文對(duì)4×4光交換芯片模塊進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)測試,提出一種簡化分析光交換集成芯片串?dāng)_的理論模型,并用于指導(dǎo)硅基光開關(guān)單元的設(shè)計(jì)。主要工作內(nèi)容如下:1.通過綜合分析光交換芯片插入損耗與串?dāng)_對(duì)光開關(guān)路由的依賴特性,提出一種簡化分析光交換集成芯片串?dāng)_的理論模型,給出了任意規(guī)模光交換芯片串?dāng)_的計(jì)算公式,其中光交換集成芯片的串?dāng)_可用主信號(hào)路由開關(guān)單元串?dāng)_的加權(quán)和表示,權(quán)重系數(shù)為相對(duì)路由損耗系數(shù)。2.利用ModeSolution仿真軟件,對(duì)硅基光交換芯片的基本單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),完成了芯片版圖制作和加工。測試結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的2×2馬赫-曾德爾干涉(MZI)開關(guān)單元的插入損耗為1.92dB,串?dāng)_小于-16dB,3d B帶寬大于40nm;2×2單微環(huán)耦合MZI(Single Ring coupled MZI,SRMZI)開關(guān)單元的插入損耗為2.13dB,串?dāng)_為-23.72d B,3dB帶寬為43.5GHz。根據(jù)本文提出的串?dāng)_理論模型,分別對(duì)基于MZI和SRMZI開關(guān)單元的16×16光交換集成芯片進(jìn)行了性能評(píng)估,均可滿足項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求。3.采用四路40Gbps DQPSK調(diào)制信號(hào)對(duì)4×4 MZI光交換芯片模塊進(jìn)行了纖到纖的傳輸實(shí)驗(yàn)測試,正常工作狀態(tài)下開關(guān)時(shí)間小于20ns。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)NIN熱控補(bǔ)償后,光交換芯片模塊的最大插入損耗約為23.53dB,最大串?dāng)_為-28.66dB;在滿載情況下,通過適當(dāng)選取開關(guān)路由可實(shí)現(xiàn)全部24種交換狀態(tài)的無誤碼傳輸。相關(guān)測試方法為后續(xù)開展16×16光交換集成芯片的系統(tǒng)測試提供了經(jīng)驗(yàn)。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN402;TN929.1

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本文編號(hào)：1280500