硅基二氧化硅單纖三向復(fù)用器設(shè)計制作及耦合封裝研究.pdf

1、近年來，高速通信、家庭購物、實時遠(yuǎn)程教育、視頻點播(VOD)、高清晰度電視(HDTV)等新型業(yè)務(wù)逐漸興起，現(xiàn)有非對稱用戶線路(ADSL)接入方式的帶寬很難滿足這種日益增長的需求。光纖到戶（Fiber-to-the-Home，簡稱FTTH）在帶寬方面獨具優(yōu)勢，且增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)格式、速率、波長和協(xié)議的透明性，是一種理想的接入模式，并且是未來光纖通信系統(tǒng)解決“最后一公里”的最好方式之一。由于光纖到戶系統(tǒng)和傳統(tǒng)的長距離通信的標(biāo)準(zhǔn)不同，對光器件

2、的要求也不同。例如，用于光纖到戶接入網(wǎng)的光器件是在不受控制的環(huán)境中使用，因此必須具備可靠性高、結(jié)構(gòu)緊湊的特征。此外，由于這些光器件是由單個用戶獨享（而非像長距離通信的光器件那樣被廣大用戶共享），光器件成本必須足夠低廉，方可被用戶接受。因此，性能優(yōu)越、成本低廉的光器件是實現(xiàn)光纖到戶廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵所在。本論文針對以上需求，從單纖三向波分復(fù)用器的實現(xiàn)方案以及耦合封裝的關(guān)鍵技術(shù)等方面進(jìn)行了比較深入的研究。本論文主要包括:
　　首先，本文對

3、光通信領(lǐng)域的發(fā)展以及硅基二氧化硅單纖三向波分復(fù)用器在光纖到戶接入網(wǎng)領(lǐng)域的重要作用及需求做了簡要介紹和概括。介紹了近幾年國內(nèi)外研究者們在單纖三向波分復(fù)用器的研究，給出了各項研究的優(yōu)缺點。
　　然后，詳細(xì)介紹了一種基于級聯(lián)型多模干涉耦合器的單纖三向波分復(fù)用器，對其采用多模干涉自成像原理進(jìn)行理論分析，并且采用有限差分法進(jìn)行模擬仿真。基于二氧化硅平面光波導(dǎo)技術(shù)，實驗制作了單纖三向復(fù)用器，并對其特性進(jìn)行了測試，結(jié)果顯示對于1310nm、14

4、90nm、1550nm波長的光，插入損耗分別為0.382dB、6.293dB、5.91dB，帶寬分別為101nm、31nm、70 nm，消光比最高達(dá)到16dB，測試結(jié)果與理論仿真結(jié)果趨勢一致，驗證了該項技術(shù)的可行性。
　　我們還提出了一種硅基二氧化硅波導(dǎo)集成型V型槽及一種簡單的實現(xiàn)方案.提出的硅基二氧化硅波導(dǎo)集成型V型槽在實現(xiàn)光波導(dǎo)與光纖耦合時，直接將光纖定位到集成在硅基二氧化硅光波導(dǎo)芯片上的V型槽中，無需采用外接式光纖陣列，大大