用于WDM系統(tǒng)的集成解復(fù)用接收技術(shù)的研究.pdf

1、本論文工作是圍繞任曉敏教授擔(dān)任首席科學(xué)家的國(guó)家973項(xiàng)目分課題“單片集成光電子器件的異質(zhì)兼容理論與重要結(jié)構(gòu)工藝創(chuàng)新”(項(xiàng)目編號(hào)：2003CB314901)，教育部“新世紀(jì)人才支持計(jì)劃”(NCET-05-0111)和國(guó)家863研究項(xiàng)目“用于可重構(gòu)分插復(fù)用具有波長(zhǎng)處理機(jī)制的平面光集成解復(fù)用接收器件的研究”(項(xiàng)目編號(hào)：2007AA032418)展開(kāi)的。 近年來(lái)，對(duì)通信帶寬的需求不斷增長(zhǎng)，推動(dòng)了光通信技術(shù)的飛速發(fā)展。波分復(fù)用(WDM)技

2、術(shù)作為長(zhǎng)距離大容量通信技術(shù)的首選，獲得了快速發(fā)展。作為其中關(guān)鍵技術(shù)之一的波長(zhǎng)解復(fù)用接收器件是波分復(fù)用技術(shù)能夠應(yīng)用于實(shí)際通信系統(tǒng)并發(fā)揮自身強(qiáng)大功能的保證。目前普遍采用的解復(fù)用接收器件由“解復(fù)用器/濾波器+探測(cè)器”組合而成，這種分立方式存在很多缺點(diǎn)，如成本高、尺寸大以及額外的插入損耗等。相對(duì)于分立器件而言，集成光電子器件可以在同一芯片中集成多個(gè)不同功能的元器件，通過(guò)元器件的組合可以實(shí)現(xiàn)比分立器件更復(fù)雜的功能，同時(shí)由于其具有更緊湊的結(jié)構(gòu)，更小

3、的光學(xué)和電學(xué)連接損耗，具有較好光學(xué)和電學(xué)性能，穩(wěn)定性和可靠性方面都更具優(yōu)勢(shì)，且極大地降低了器件封裝的成本。諧振腔增強(qiáng)型(RCE)光電探測(cè)器是一類(lèi)具有開(kāi)拓創(chuàng)新意義的集成了解復(fù)用與接收功能的新型垂直腔器件，RCE光探測(cè)器在一定程度上解決了傳統(tǒng)PIN光探測(cè)器的量子效率和響應(yīng)速度之間存在相互制約的問(wèn)題，同時(shí)具有波長(zhǎng)選擇和吸收的功能，作為波分復(fù)用(WDM)光通信中的高性能、低成本的新型集成解復(fù)用接收器件得到了廣泛的關(guān)注。本論文對(duì)波分復(fù)用系統(tǒng)中的集

4、成解復(fù)用接收技術(shù)進(jìn)行了研究。 以下是本論文的主要工作： 1、對(duì)波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展情況、波分復(fù)用系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)、用于光纖通信的高速光探測(cè)器進(jìn)行了總結(jié)和探討。 2、提出了一種新型的并行探測(cè)集成解復(fù)用接收器，利用轉(zhuǎn)移矩陣方法對(duì)這種新型并行解復(fù)用接收器進(jìn)行了理論分析，給出了并行解復(fù)用接收器并行探測(cè)四個(gè)波長(zhǎng)的具體設(shè)計(jì)實(shí)例。最后使用數(shù)值模擬的方法對(duì)這種新型并行探測(cè)集成解復(fù)用接收器的解復(fù)用性能和串?dāng)_特性進(jìn)行了計(jì)算，并作了分析

5、，分析表明此結(jié)構(gòu)的集成解復(fù)用接收器有較好的解復(fù)用性能，有望用于WDM系統(tǒng)中。 3、為了實(shí)現(xiàn)階梯腔結(jié)構(gòu)的并行探測(cè)集成解復(fù)用接收器，用濕法腐蝕在同一個(gè)GaAs基片上得到了四個(gè)不同厚度的階梯結(jié)構(gòu)，用顯微鏡觀察了制備的階梯結(jié)構(gòu)GaAs基片，記錄下了表面顯微圖和橫截面顯微圖，測(cè)量出了階梯相差的厚度，并計(jì)算出了H2SO4：H2O2：H2O=1：1:30腐蝕GaAs基片的腐蝕速率大約是1.985nm/s。為最終成功實(shí)現(xiàn)可控的階梯腔的實(shí)驗(yàn)制備，