一种新型光分插复用器

一种新型光分插复用器

一、一种新型光插分复用器(论文文献综述)

许弘楠[1](2021)在《面向多维复用的硅基亚波长结构集成光子器件研究》文中研究表明伴随着微电子技术的快速发展与数据处理需求的爆发性增长,芯片互联与数据中心通信正面临着日益严重的传输带宽瓶颈。基于多维复用的新型光互联技术则通过结合波长、偏振、模式等多个维度,提供了一种可行的解决方案。硅基集成光子器件凭借其紧凑的器件尺寸、极低的工作能耗与成熟的加工工艺,被广泛视作构建基于多维复用光互联系统的最佳平台之一。近年来,包括亚波长光栅、超材料、超光栅在内的硅基亚波长结构逐渐兴起,并被应用于波长、偏振、模式等光子特性的精确调控。本文涉及的主要工作是,通过结合硅基亚波长结构与硅基集成光子学,实现一系列具有低损耗、低串扰、大带宽,并可用于片上、片间及空间多维复用的硅基集成光子器件。我们首先讨论了在硅基集成光子器件的仿真、加工与测试方法,并在此基础上,依次对偏振维度、模式维度、波长维度调控以及空间多维光通信中涉及的几类关键器件进行研究。针对偏振维度调控,我们利用硅基亚波长光栅的各向异性与色散特性,提出三类高性能偏振调控器件,即硅基偏振分束器、硅基起偏器与硅基偏振旋转器。对于硅基偏振分束器,我们提出一种基于亚波长光栅异质结的新颖结构。通过拼接光轴取向正交的亚波长光栅,构造了一种具有显着各向异性的耦合器结构,从而有效地分离了输入的正交偏振态。这一器件可以实现215nm以上的工作带宽。对于硅基起偏器,我们提出一种新颖的亚波长光栅/弯曲波导混合结构。通过结构参数优化,可以使得亚波长光栅对TE、TM偏振态产生显着的等效折射率差,从而有效地增强弯曲损耗的偏振相关性,从而保证输入光中的TM分量被完全滤除。这一器件可以在415 nm以上的光学带宽范围内保证低插入损耗与高偏振消光比。对于硅基偏振旋转器,我们提出一种新颖的亚波长光栅/缺角波导混合结构。我们将传统缺角波导中的缺角部分替换为亚波长光栅,利用亚波长光栅的异常色散特性,消除了偏振转化长度的波长相关性,从而实现了 415 nm以上的超大光学带宽。针对模式维度调控,我们利用亚波长光栅与超材料的折射率调控特性,提出三类高性能多模传输相关器件,即硅基多模波导弯曲结构、硅基多模波导交叉结构与硅基多模波导功分器。对于多模弯曲传输,我们提出一种新颖的渐变折射率模式转换器,将输入的直波导模式完全转化为相应的弯曲波导模式。我们实验验证了半径30μm以下的4模式弯曲传输,实验测得1.5 dB以下的插入损耗与-20 dB以下的模间串扰。对于多模交叉传输,我们提出一种新颖的Maxwell鱼眼透镜结构,并利用其共轭成像特性将任意高阶模式无损地传输至对侧。我们实验验证了基于这一结构的2模式交叉传输,实验测得插入损耗仅为0.28 dB,同时串扰低于-20 dB。对于多模分束传输,我们提出一种新颖的等效介质分束镜结构,通过调控亚波长光栅的等效折射率,将特定比例的入射光反射至输出端口,从而实现低损耗、低串扰的多模分束传输,并且具有415 nm以上的超大光学带宽。针对波长维度调控,我们提出一种基于连续区束缚态的硅基超光栅滤波器。利用波导内部的干涉相消效应,消除Bragg谐振态的横向衍射损耗,从而产生具有高品质因子的准束缚态。我们实验验证了临界波导宽度附近准束缚态的建立过程,并且利用这一机制构造了Q值5000以上、自由光谱范围100 nm以上的窄线宽滤波器。针对空间多维光通信,我们提出一种基于连续区束缚态的硅基超光栅光学天线。利用不同衍射通道之间的干涉相消效应,有效抑制了光栅天线的衍射强度,并实现了平坦的衍射强度光谱。实验测得衍射强度仅为3.3×10-3 dB/μm,对应0.027°以下的超小远场发散角。最后,我们总结了本文中的主要工作,并对未来的研究方向进行了展望。

刘大建[2](2021)在《高性能硅光滤波器及其应用研究》文中研究说明当前,新一轮科技革命和产业变革在全球持续深入发展,各领域对网络的依赖不断增强,作为其核心支撑的光通信系统、数据中心面临重大挑战。硅基光电子芯片凭借其CMOS兼容、低成本、小尺寸等独特优势,而备受关注。硅光滤波器是其最重要的元件之一,作为关键器件在波分复用和光谱传感等领域被广泛应用。本文围绕高性能硅光滤波器及其应用为主题开展研究。本文首先介绍了集成光学的发展、硅光的优势及其在光通信、光传感等领域的典型应用。之后,本文概述了硅光滤波器的研究现状和发展需求,并对片上硅波导单元器件的仿真设计和测试流程及装置做了简要介绍。其次,本文针对如何获得超大自由频谱范围(FSR)的微环(MRR)滤波器做了深入研究。首先,本文提出了基于多模弯曲波导和弯曲耦合结构的单环滤波器,引入多模弯曲波导以降低弯曲损耗,并优化弯曲耦合结构以调控模式,实现的亚微米尺寸微环滤波器FSR高达93nm,是迄今为止报道的最大值。在此基础上,还进一步提出了基于高阶绝热渐变椭圆环(AEM)的高阶环滤波器,通过引入宽度和曲率均绝热渐变的椭圆环以实现超紧凑微腔,引入弯曲耦合结构以获得所需耦合,实验表明该高阶环滤波器FSR达37nm,为目前报道的高阶MRR的最大纪录。第三,基于多模波导光栅(MWG),本文研制了两种新型硅光滤波器。首先,针对新通信窗口、重要传感波段—2μm波段,本文首次提出并实现了基于MWG的插分型滤波器,验证的2μm硅光滤波器具有低损耗(~1dB)、高边模抑制比(>20dB)、带宽灵活可调(6~26nm)等优异性能。另外,还提出了一种基于双光栅的偏振不敏感滤波器,该滤波器由一个双偏振模式解复用器和双光栅(包括三角形MWG和矩形MWG)组成,通过巧妙的结构设计和偏振调控以实现偏振不敏感特性,并引入特殊的三角形MWG以减少反射并抑制FP共振,实现了带宽~10nm、FSR不限的偏振不敏感滤波器。第四,基于级联MWG结构,通过调控各MWG光谱特性,本文研制了多种多通道波分复用器,包括四通道粗波分复用器(CWDM)、单纤三向复用器(Triplexer)和单纤四向复用器(Quadplexer)。利用MWG滤波器光谱调控的极高灵活性和扩展性,实现了各类复用器波长、带宽各异的要求;采用切趾技术以降低串扰,并引入了渐变光栅和弯曲波导来抑制FP共振以进一步降低串扰。实验结果表明,各复用器均获得了低损耗、低串扰和平坦响应的高性能特性,且均符合国际标准要求。特别地,对于Quadplexer稀疏的通道波长和不均匀的带宽要求,在其它波导结构滤波器难以实现的情况下,本文多波长、多通道协同设计优化了 MWG的结构及光谱特性,首次在片上实现了高性能Quadplexer。总而言之,在高性能硅光滤波器及其应用方面,本文对基于MRR和MWG的滤波器做了深入且系统的研究,并成功研制了多种高性能的硅光滤波器,为今后大规模的硅光链路系统的集成提供了重要的基石。

陈成[3](2020)在《光空分复用系统中双向传输及ROADM技术研究》文中认为随着数据业务的快速发展,IP网络的集成速度日益加快,因此网络的扩展显得尤为重要。研究表明,波分复用(WDM)光传输的容量增长明显放缓,系统实验接近非线性光纤传输的香农极限,限制了全光通信的发展。由此引入空间模式维度,基于空间自由度的空分复用(SDM)技术被认为是进一步提升传输容量的重要方案,其中基于少模光纤的模分复用(MDM)技术被广泛地应用,因为光纤中各个模式相互正交,MDM技术利用这种正交性,将每个模式作为独立的信道加载信号,从而有效地提高传输容量和频谱效率。同时随着传输容量的快速增长,对交换系统也带来了压力和动力,由于电子交换技术达到瓶颈,人们便引入了光子技术,其中可重构光分插复用(ROADM)技术可以灵活地进行业务疏导、路由选择和监视等功能,能够显着的提高整个网路的透明性、吞吐量、生存性,引起了人们的注意。本文在研究光传输交换技术的基础上,设计了两种如下结构:一种是无多进多出(MIMO)WDM-MDM带宽可调的光纤双向传输系统,利用6模式选择光子灯笼(PL)分别作为模式复用器与解复用器,选取LP21模式和LP01模式2个非简并模式作为正向传输信道,LP02模式和LP01模式作为反向传输信道,同时通过光开关控制选择LP11的2个简并模式作为正反向传输信道,从而实现12.5km的双向带宽可调传输。该结构通过光交换矩阵调节传输模式数来调节带宽。我们还对该系统结构进行实验搭建,并在C波段和L波段上对系统传输性能进行测量,3个模式的模间交调均小于-24d B,分析了12.5km多模光纤(MMF)传输的误码率和眼图性能,得出了当LP01模式和LP11a模式在接受功率低至-17d Bm和-16d Bm时,2路模式信号的误码率都能达到10-3的结论。验证了该传输系统的可行性和可靠性,适用于低成本大容量等通信场景。另一种是新颖的SDM-OADM结构,光节点是一个简单的两层体系结构,具有全光多粒度交换,业务疏导,通道分插和在线监控等功能。我们演示了多芯光纤(MCF)级和光纤级交换,光纤级粒度和波长级粒度业务疏导,通过搭建实验系统,测量其传输性能,实验结果表明,光信号在该交换系统中平均传输损耗为-10.5d B,平均串扰为-40d B,平均误码率(BER)为10-10,证明该结构有较高的可行性和可靠性。最后通过眼图测试单元监测光信号的传输质量,从得到的眼图可验证该系统具有良好的通信质量。

李晨蕾[4](2020)在《硅基片上模场调控器件研究》文中研究表明随着全球新型冠状病毒肺炎的爆发,人们不得不面临着居家、宵禁、隔离一系列的问题,疫情对整个社会的运转产生了严重的影响。于此同时,人们利用互联网进行线上沟通交流的需求更是越来越多,在线网络课程课以及虚拟会议也正在推动着对互联网数据中心的投资。硅基集成光子芯片由于其低损耗、结构紧凑、CMOS工艺兼容等一系列优势,正作为光通信、光互联的技术支持吸引着越来越多的关注和研究。为了实现更高效快速大容量的硅基集成光子芯片,我们仍需要进一步提升其器件性能、降低波导损耗、进一步扩大光互联的数据传输容量,除了已经成熟的波分复用以外,还可以发展偏振复用、模式复用技术以及混合复用技术;本文首先基于多模复用系统,提出并实现了一系列高性能的片上多通道模式调控器件;然后利用波导的双折射效应,提出并实现了一些高性能偏振调控器件;最后,通过调节波导的结构色散,并利用了铝镓砷材料的非线性特性,设计出了高效的中红外波段光学频率梳,为实现片上集成型光学频率梳光源提供了潜在解决方案。首先,在多模调控方面:我们提出了一种基于双核绝热锥形结构,这一结构利用了超模演化现象,即可以将入射且限制在宽核波导中的高阶超模,经绝热过程逐渐转化为限制在窄核波导中的高阶超模,并通过绝热弯曲波导将其进一步转化为基模输出。利用该结构,首先在50nm的超薄硅波导上实现了三通道的模式复用/解复用器,实现了在宽带1520nm~1585nm的波长范围内,小于-20dB的串扰,降低了附加损耗(小于-0.2dB);接着,利用类似的双核绝热锥形结构,与高性能的偏振分束器结合,实现了双偏振的十通道模式-偏振混合(解)复用器,由于绝热渐变结构的特性,最终实现了所有TM和TE模式通道在~90nm的宽波段内具有较低的串扰(-15~-25dB)和较低的附加损耗(0.2~1.8dB),是当时通道数最多的模式复用器;为了进一步减小器件尺寸,增加器件布局的灵活性,本文在十通道模式复用器的基础上,设计了能够支持十通道模式的紧凑型多模弯曲波导,利用欧拉曲线弯曲波导,实现相对较小的等效弯曲半径,实验最终实现了半径仅为40μm的多模弯曲波导,并进行了数据传输实验;最后,为了进一步提高多模片上光互联的灵活性,本文设计了三通道的任意通道上传-下载复用器,利用亚波长光栅波导的色散调控特性,能在总线波导不变的条件下,下载/上传任意模式通道,并实现了在最大60 nm的带宽中三种模式消光比大于15 dB,在最大100 nm的带宽中附加损耗小于0.32 dB。第二,在偏振调控方面:在340nm的SOI平台上,单模波导双折射效应相对较弱,偏振复用器件设计存在困难。我们针对这一问题提出了一系列的解决办法。首先利用一种三波导级联的结构设计了一种偏振分束器,通过精确控制三波导间的间隔来调节两种偏振态的模场重叠因子进而调节耦合强度,使得TM模式能够完全耦合到另一端输出,而TE模式在此耦合长度下产生耦合的强度最小,因此将两个模式分开;接着又设计了一种亚波长光栅波导辅助型非对称定向耦合结构的偏振分束器,利用了亚波长光栅的偏振选择性,增强了波导的双偏振的有效折射率差,进而增强了波导的双折射效应,同时,由于亚波长光栅能够有效增强光场的相互作用,因此有助于增强器件的紧凑型,最终实现了长度仅为2μm的超紧凑型偏振分束器;最后,为了进一步增强器件的性能,提高器件的工艺容差,将亚波长光栅波导与双核绝热锥形结构相结合,以亚波长光栅波导作为桥梁,TE模式根据超模演化理论,首先耦合到亚波长光栅波导中,然后由对称结构耦合到输出波导中进行输出,而TM模式由于强模式失配而不发生耦合现象,并从原来的波导中输出。利用绝热结构实现了超高带宽的低损耗偏振分束器,并得益于级联三波导耦合结构,进一步提高了器件的消光比,在一次刻蚀的简单工艺过程下,该器件实现了测得的TM和TE偏振的附加损耗分别为0.1~0.6dB和0.3~1dB,而测得的消光比分别大于20dB和25dB的带宽约为240nm和220nm,这比以前的结果要高得多。器件的损耗-1dB带宽也高达230nm,这比以前基于340nm SOI波导的PBS大得多。最后,本文利用模式杂化和超模演化提出一种紧凑型偏振分束-旋转器,该器件具有较大的工艺容差,且对TE和TM两种偏振态均可实现在1520~1610nm带宽范围内大于20dB的消光比。第三,利用模场的色散调控,我们基于硅基-铝镓砷平台,通过对光波导结构色散性能的分析,利用材料三阶非线性效应,设计出有一种基于高品质因子微腔的中红外波段光学频率梳,有效解决了由于高折射率差引起的带宽限制问题。同时,得益于铝镓砷超高三阶非线性系数以及高折射率差引起的高模场的限制能力,设计器件能够实现低阈值,高转换效率。为实现片上集成型光学频率梳光源提供了潜在解决方案。最后,对全文的主要工作做出了总结,并对各种硅基片上模场调控工作做出展望。

吴亚群[5](2018)在《面向波分复用系统的阵列波导光栅器件与光开关电路模块》文中提出波分复用系统在高容量、高速率、高品质的现代化光纤通信网络的建设中具有重要作用。波分复用系统分为面向长距离传输应用的密集波分复用系统和面向短距离进行业务拓展的稀疏波分复用系统。阵列波导光栅的波分复用/解复用功能,在波分复用系统中有着十分重要的作用。阵列波导光栅与热光开关器件可以进行单片集成为可重构光插分复用器件,可重构光插分复用器件作为波分复用系统中的关键节点器件,可以实现在中间网络节点处上载/下载光波信息,丰富网络结构。本文先是对阵列波导光栅器件的设计、测试与封装方法进行了研究。首先介绍了阵列波导光栅设计方法与制作工艺,制作了用于稀疏波分复用系统的阵列波导光栅器件;随后介绍了集成光波导器件的测试流程与测试装置,并对阵列波导光栅器件进行了波导损耗测试和频谱响应测试;最后介绍了阵列波导光栅器件的封装流程与方法,并给出了最终封装成品的频谱响应。其后,本文对用于热光开关阵列的驱动与控制电路模块进行了理论设计与研究。首先介绍了基于模拟电路与数字电路原理的总体电路设计方案;之后介绍了驱动电路的设计原理;然后详细介绍了以FPGA为基础的控制电路设计原理与方法,并对其进行了功能仿真实验;最后结合光开关器件对整体电路进行了功能测试。

谭震宇[6](2012)在《650nm聚合物阵列波导光栅波分复用器的基础研究》文中研究表明650nm聚合物阵列波导光栅波分复用器的基础研究在光纤入户的推进过程中,工作在650nm波段的塑料光纤传输系统是很有竞争力的解决方案之一。此外,在工业控制领域中的飞机、舰艇等短距离通信环境中,650nm的塑料光纤传输系统亦很有优势。与石英光纤相比,塑料光纤具有制造简单、价格低廉、重量轻、连接方便和力学性能良好等优点,已逐步成为国内外研究的热点。而该波段的平面光波导(PLC)器件国内外鲜有报道,大部分对于波导器件的研究集中在1550nm红外波段。本文提出并设计和制备了650nm波段的阵列波导光栅(AWG)波分复用器,搭建了该波段的波导器件测试系统,测得了器件的近场输出。所完成的主要工作如下:(1)提出并设计了650nm波段的AWG器件。设计了该波段的单模波导,计算优化了AWG的主要参数,给出了中心波长为650nm的16信道AWG版图,并进行了理论模拟。(2)制备了650nm波段的AWG原型器件。采用PMMA材料,经过对工艺流程的合理选取和反复优化,制备出650nm波段的直波导、弯波导以及AWG器件,测得了器件在650nm波长下的近场输出。(3)设计了一套简单实用的650nm波段波导测试系统。这套测试系统放大倍数可调,适用于多种无源和有源波导器件的性能测试。(4)对该波段的光开关、延迟线进行了制备及测试。上述工作充分考虑了器件的实用性。在器件设计中,采用了通用的商业软件;在器件制备中,采用与塑料光纤相同的材料体系-PMMA,采用与集成电路工艺类似的工艺流程。这些经验和技术为进一步研制该波段的各类型波导器件奠定了基础。

梁中翥,钟砚超,孔庆峰,梁静秋[7](2009)在《光通信中的新型光无源器件》文中指出基于全光网络的迅猛发展,本文简单介绍了波分复用器、光开关、光插/分复用器件方面的新型光无源器件,对器件原理、功能进行了阐述。文章对这些实现技术的特点进行了详细的分析和比较,最后给出了结论和展望。

刘海平[8](2008)在《紫外写入法制作阵列波导光栅的理论研究》文中研究指明在本论文中,第一,简介了波分复用技术和阵列波导光栅的发展现状、优点和紫外写入法的制作工艺。第二,讨论了阵列波导光栅的基本结构、工作原理、数学特性、基本功能和光波导的基本理论。第三,利用马卡提里近似推导出波导模式的本征方程,从基本的光栅方程出发推导出AWG的相关参数。第四,从AWG的传输方程出发对AWG波分复用器的相关参数进行了优化设计,并得出了一组优化后的参数。最后以一种中心波长为1.550918μm,波长间隔为1.6nm,7通道的AWG波分复用器为例进行了传输特性分析和损耗特性分析,给出了matlab编程的图形模拟和数值分析,得出影响AWG波分复用器传输特性和损耗特性的参数和因素,并得出相应的规律和结论。

李蕾[9](2008)在《聚合物阵列波导光栅的设计与制备测试》文中研究指明本论文主要介绍了波分复用技术的发展、种类和各自的优点。并对几种商用的波分复用技术,在器件性能和成本价格做了对比。对于阵列波导光栅波分复用器(AWG)的发展,特别是聚合物材料制备的阵列波导光栅(AWG)复用器研究进展做了简要介绍。本论文重点阐述了阵列波导光栅(AWG)器件的基本原理,主要性能参数、应用方面和对于制备器件选用的材料范围。借助计算机辅助软件分析设计并优化了器件各个主要参数,并模拟了9通道和33通道的聚合物阵列波导光栅。并在寻常型的AWG器件的基础上分析了锥形波导在器件各个关键部位给光谱响应带来的影响:在输入/输出阵列波导的端口会减少光纤与器件的耦合损耗;在输入/输出波导与平板波导的耦合部分,会使光谱响应响应变宽;在阵列波导与平板波导波导的耦合部分,会使光谱响应能量损耗变小。最后,研究了两种聚合物制备阵列波导光栅,系统介绍了材料性能、工艺条件。并且对于制备出来的两种聚合物阵列波导光栅复用器件进行了测试。

冯勇华[10](2008)在《大规模并行处理系统光互连网络研究》文中进行了进一步梳理信息化时代的今天,人们对数据传输、处理及存储系统高性能的追求杳无止境。微电子技术的迅猛发展使得单个芯片的功能和性能不断提高,电互连因其所固有的物理特性已经不能满足日益增长的芯片间互连带宽和密度的需求,成为制约各种高速信息系统(大规模并行处理系统、核心交换机等)性能进一步提升的关键因素。互连危机的凸现迫使人们不得不站在互连的角度去考虑高速信息系统的设计问题。基于点到点高速互连的大规模并行处理系统,其互连网络物理层设计的关键为物理连接的实现,网络交叉连接节点的设计以及网络交叉连接节点的相互连接关系。本文以大规模并行处理系统的光互连网络为研究对象,就其拓扑结构、网络交叉连接节点的扩展方法、光交叉连接节点的结构以及基于光电混合印制线路板的芯片网络进行了研究,并以可连接215个处理/存储节点的三级层次化混合互连网络为例,详细介绍了其芯间、板间以及柜间光互连的实现方法。针对大规模并行处理系统的拓扑结构,提出采用层次化扩展的方法获取静态特性更优的拓扑结构,并以全互连网络和超方网络为基础扩展得到四种节点度数一致的规则拓扑结构:多级全互连网络、多级超方网络、基于全互连网络的超方网络以及基于超方网络的全互连网络。为进一步减小网络成本,提高网络的可扩展性,提出了用交叉连接节点取代多级全互连网络中最底层的全互连结构构建层次化混合全互连网络。层次化混合全互连网络的节点度数和网络直径仅取决于网络的层数,而与网络规模无关,具有很好的可扩展性,其网络成本较多级全互连网络更低。研究了大规模网络交叉连接节点的扩展方法,提出了通过组合网络连接小规模交叉连接节点以构成大规模交叉连接节点的基本原理,并尝试给出了一种规格为C(2N,N,N)、四种规格为C(2k,2k-1,2k-1)的无阻塞组合网络的设计方法。鉴于光互连中允许存在一定的阻塞以降低成本的现状,给出了一种低成本、低阻塞、路由控制简单、规格为C(2k,2k-1,2k-1)的组合网络,并就其控制算法和阻塞特性进行了分析。结果表明,在所有输入端连接到其后两个交换结构P(2k-1,2k-1)的概率相同的情况下,所提出的阻塞性组合网络的平均阻塞概率小于7.06%。介绍了可用于大规模并行处理系统光互连网络中的光交叉连接器,并提出了一种基于布拉格光栅和马赫-曾德干涉仪的2×2波长选择交叉连接器。该波长选择交叉连接器由一个基于周期性布拉格光栅的马赫-曾德干涉仪、一对光波导、一对1×2光开关和一对Y形合波器构成,所有器件均可由波导器件实现,便于实现集成。该2×2波长选择交叉连接器可通过多级互连网络实现多端口、多波长的扩展。介绍了光电混合印制线路板技术,并提出用光波导传输数据、铜片传输能量,模仿计算机的网络互连模式在光电混合印制线路板上实现光电集成芯片或多芯片模块的网络连接的设想。本文最后以可连接215个功能节点的三级层次化混合互连网络为例,详细介绍了基于光电混合印制线路板的芯间光互连,基于波分复用和波导阵列光栅的板间光互连以及基于光纤的柜间光互连的实现方法。

二、一种新型光插分复用器(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、一种新型光插分复用器(论文提纲范文)

(1)面向多维复用的硅基亚波长结构集成光子器件研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
缩写和符号清单
1 绪论
    1.1 硅基集成光子学概述
    1.2 光互联中的多维复用
        1.2.1 波分复用技术概述
        1.2.2 偏振复用技术概述
        1.2.3 模式复用技术概述
        1.2.4 空间多维光通信技术概述
    1.3 硅基亚波长结构集成光子器件的产生与发展
    1.4 本文内容和创新点
2 硅基纳米波导与硅基亚波长结构的特性分析与数值仿真方法
    2.1 硅基纳米波导的特性分析
        2.1.1 基于有限差分频域方法的模式特性分析
        2.1.2 基于有限差分时域方法的传输特性分析
    2.2 硅基亚波长结构的特性分析
        2.2.1 基于等效介质理论的折射率特性分析
        2.2.2 基于平面波展开方法的能带特性分析
    2.3 本章小结
3 硅基集成光子器件的制作与测试
    3.1 硅基集成光子器件的制作流程
    3.2 基于光栅耦合器的垂直耦合测试系统
    3.3 本章小结
4 基于各向异性调控与色散调控的硅基偏振维度相关器件
    4.1 基于亚波长光栅异质结的超宽带硅基偏振分束器
        4.1.1 超宽带硅基偏振分束器设计
        4.1.2 器件制作与性能测试
        4.1.3 各类硅基偏振分束器的性能对比
    4.2 基于亚波长光栅/弯曲波导混合结构的超宽带硅基起偏器
        4.2.1 超宽带硅基起偏器设计
        4.2.2 器件制作与性能测试
        4.2.3 各类硅基起偏器的性能对比
    4.3 基于亚波长光栅/缺角波导混合结构的超宽带硅基偏振旋转器
        4.3.1 超宽带硅基偏振旋转器设计
        4.3.2 各类硅基偏振旋转器的性能对比
    4.4 本章小结
5 基于等效介质折射率调控的硅基模式维度相关器件
    5.1 基于浙变折射率模式转换器的硅基多模波导弯曲结构
        5.1.1 多模弯曲传输中的模间串扰问题
        5.1.2 硅基多模波导弯曲结构设计
        5.1.3 低串扰弯曲结构连接的4通道模式复用系统测试
        5.1.4 各类硅基多模波导弯曲结构的性能对比
    5.2 基于Maxwell鱼眼透镜的硅基多模波导交叉结构
        5.2.1 多模交叉传输中的模式相关损耗问题
        5.2.2 硅基多模波导交叉结构设计
        5.2.3 低损耗交叉结构连接的2通道模式复用系统测试
        5.2.4 各类硅基多模波导交叉结构的性能对比
    5.3 基于等效介质薄膜分束镜的硅基多模波导功分器
        5.3.1 多模分束传输中的模间串扰问题
        5.3.2 硅基多模波导功分器设计
        5.3.3 各类硅基多模波导功分器的性能对比
    5.4 本章小结
6 基于连续区束缚态的硅基超光栅
    6.1 连续区束缚态简介
    6.2 面向波长维度调控的硅基超光栅滤波器
        6.2.1 硅基超光栅滤波器设计
        6.2.2 器件制作与性能测试
        6.2.3 各类硅基光学滤波器的性能对比
    6.3 面向空间多维光通信的硅基超光栅光学天线
        6.3.1 硅基超光栅光学天线设计
        6.3.2 器件制作与性能测试
        6.3.3 各类硅基光栅天线的性能对比
    6.4 本章小结
7 总结与展望
参考文献
作者简历
作者在学期间取得的科研成果

(2)高性能硅光滤波器及其应用研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 硅基光电子学
    1.2 硅光滤波器概述
        1.2.1 基于马赫-曾德干涉仪的硅光滤波器
        1.2.2 基于微环谐振器的硅光滤波器
        1.2.3 基于波导布拉格光栅的硅光滤波器
        1.2.4 基于阵列波导光栅的硅光滤波器
        1.2.5 总结
    1.3 本论文主要内容及创新点
        1.3.1 主要内容
        1.3.2 主要创新点
2 硅基集成光电子器件的理论仿真、制备和测试
    2.1 硅波导光学仿真
        2.1.1 硅波导模式理论
        2.1.2 硅波导模式计算
        2.1.3 硅波导的光场传输计算
    2.2 硅基光电子器件的制备
    2.3 硅基光电子器件的测试
    2.4 本章小结
3 基于微环谐振器的硅光滤波器
    3.1 微环谐振器的基本原理
        3.1.1 全通型微环谐振器
        3.1.2 插分型微环谐振器
    3.2 具有超大自由频谱范围的插分型单环滤波器
        3.2.1 结构和设计
        3.2.2 制备和测试
        3.2.3 结果和分析
    3.3 具有超大自由频谱范围的平顶型高阶环滤波器
        3.3.1 结构和设计
        3.3.2 制作和测试
        3.3.3 结果和分析
    3.4 本章小结
4 基于波导布拉格光栅的硅光滤波器
    4.1 波导布拉格光栅滤波器的基本原理
    4.2 2 μm波段的硅基多模波导光栅滤波器
        4.2.1 结构和设计
        4.2.2 制备和测试
        4.2.3 结果和分析
    4.3 基于双光栅的偏振不敏感光学滤波器
        4.3.1 结构和设计
        4.3.2 制备和测试
    4.4 本章小结
5 基于级联多模波导光栅的多通道波分复用器
    5.1 面向短距通信的四通道粗波分复用器
        5.1.1 结构和设计
        5.1.2 加工和测试
        5.1.3 结果和分析
    5.2 面向无源光网络的硅基单纤三向复用器
        5.2.1 结构和设计
        5.2.2 制作和测试
        5.2.3 结果和分析
    5.3 面向无源光网络融合升级的硅基单纤四向复用器
        5.3.1 结构和设计
        5.3.2 制备和测试
        5.3.3 结果和分析
        5.3.4 总结和讨论
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者简介
作者在学期间所取得的科研成果

(3)光空分复用系统中双向传输及ROADM技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 光纤通信发展历程及面临的挑战
        1.1.2 空分复用技术的发展
    1.2 基于PL的双向光纤传输系统研究现状
    1.3 ROADM研究现状
    1.4 研究内容及结构安排
第二章 光传输交换技术
    2.1 光纤双向传输技术
    2.2 光交换技术
        2.2.1 光交换的原理
        2.2.2 光交换技术的分类
    2.3 光交换网络和交换节点
        2.3.1 光交换网络
        2.3.2 节点设备OADM功能与结构
        2.3.3 节点设备OXC的功能和结构
    2.4 ROADM结构特性及原理分析
    2.5 本章小结
第三章 基于PL的双向传输实验研究
    3.1 双向光纤传输系统设计
        3.1.1 网络节点设备
        3.1.2 双向传输系统的结构设计
    3.2 双向光纤传输系统实验
        3.2.1 传输模式性能测试
        3.2.2 误码率测试及讨论
    3.3 双向带宽可调传输的实现演示
    3.4 本章小结
第四章 多粒度SDM-ROADM实验研究
    4.1 SDM-ROADM结构和工作原理
    4.2 SDM-ROADM实验系统及性能分析
    4.3 多粒度交换和业务疏导演示
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
致谢

(4)硅基片上模场调控器件研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
缩写和符号清单
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 硅基集成光电子器件概述
    1.3 硅基片上模场调控的研究
        1.3.1 多模光子器件
        1.3.2 偏振调控器件
        1.3.3 片上混合复用技术
        1.3.4 色散调控—片上光频梳
    1.4 亚波长光子学器件的研究
    1.5 本文工作及创新点
        1.5.1 章节安排
        1.5.2 本文创新点
2 硅基集成光电子器件的理论,制备及测试方法
    2.1 硅基集成光波导理论
    2.2 硅纳米线波导的基本特征
        2.2.1 波导偏振色散
        2.2.2 波导模式色散
        2.2.3 波导结构色散和材料色散
        2.2.4 克尔光频梳中的色散问题
    2.3 工艺制备方法
    2.4 器件的测试
3 硅基集成模式调控器件
    3.1 基于超薄硅的低损耗低串扰模式复用解复用器
        3.1.1 结构和设计
        3.1.2 实验以及测试结果
    3.2 十通道双偏振的模式复用解复用器
        3.2.1 结构和设计
        3.2.2 实验与测试结果
    3.3 紧凑型十模式多模弯曲波导
        3.3.1 结构与设计
        3.3.2 实验与测试结果
    3.4 多模任意通道光插分复用器
    3.5 本章小结
4 硅基集成偏振调控器件
    4.1 基于三波导非对称耦合器的偏振分束器
        4.1.1 结构和设计
        4.1.2 实验与测试结果
    4.2 基于亚波长光栅波导非对称定向耦合的紧凑型偏振分束器
        4.2.1 结构和设计
        4.2.2 实验与测试结果
    4.3 基于亚波长光栅波导的超宽带偏振分束器
        4.3.1 结构和设计
        4.3.2 实验与测试结果
    4.4 硅基低串扰宽带偏振旋转分束器
        4.4.1 结构与设计
        4.4.2 实验与测试结果
    4.5 本章小结
5 基于徽环谐振腔的中红外的光学频率梳
    5.1 铝镓砷纳米线波导
    5.2 波导结构参数选择
    5.3 谐振腔设计
    5.4 光频梳的仿真结果
    5.5 本章小结
6 总结与展望
参考文献
作者简介

(5)面向波分复用系统的阵列波导光栅器件与光开关电路模块(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 波分复用系统的研究意义及发展现状
    1.2 本论文的主要内容
2 光波导理论
    2.1 平板波导
        2.1.1 波动理论分析法
    2.2 矩形波导
        2.2.1 马卡梯里方法
        2.2.2 等效折射率方法
    2.3 本章小结
3 AWG工作原理与性能指标
    3.1 AWG工作原理
        3.1.1 罗兰圆工作原理
        3.1.2 光栅方程
        3.1.3 自由光谱区
        3.1.4 色散特性
    3.2 AWG性能指标
        3.2.1 插入损耗及损耗均匀性
        3.2.2 相邻通道串扰
        3.2.3 偏振相关损耗
    3.3 AWG应用简介
        3.3.1 波分复用/解复用器
        3.3.2 波长路由器
        3.3.3 光插分复用器
        3.3.4 其他应用
    3.4 本章小结
4 面向CWDM系统的AWG器件
    4.1 AWG制作工艺
        4.1.1 AWG材料选取
        4.1.2 掩埋型SiO2光波导制作工艺简介
    4.2 AWG测试
        4.2.1 测试流程
        4.2.2 测试装置
        4.2.3 截断法测波导传输损耗
        4.2.4 AWG频谱测试及分析
    4.3 AWG封装
        4.3.1 光纤阵列及封装平台
        4.3.2 封装流程
        4.3.3 封装后AWG频谱响应
    4.4 本章小结
5 光开关驱动与控制电路模块
    5.1 光开关阵列及其电路模块设计方案
        5.1.1 光开关阵列
        5.1.2 光开关电路模块总体设计方案
    5.2 光开关驱动电路
    5.3 基于FPGA的光开关控制电路
        5.3.1 FPGA简介
        5.3.2 光开关控制电路的FPGA开发
    5.4 实验测试
    5.5 本章小结
6 总结与展望
参考文献
作者简介

(6)650nm聚合物阵列波导光栅波分复用器的基础研究(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第1章 前言
    1.1 光通信现状及“最后一公里”难题
        1.1.1 光通信进展
        1.1.2 光纤到户与“最后一公里”难题
    1.2 650nm光通信
        1.2.1 传统接入网方案
        1.2.2 650nm塑料光纤通信系统
        1.2.3 塑料光纤的现状
    1.3 650nm的AWG波分复用器
        1.3.1 在通信领域中的应用价值
        1.3.2 在其他领域的应用前景
        1.3.3 国内外的研究进展
    1.4 本论文的主要内容及创新点
第2章 AWG的工作原理及主要应用
    2.1 AWG波分复用器工作原理
        2.1.1 波分复用器种类
        2.1.2 AWG波分复用器的工作原理
        2.1.3 AWG波分复用器的特性
    2.2 AWG的主要应用
        2.2.1 复用/解复用
        2.2.2 波长路由器
        2.2.3 光插分复用器
        2.2.4 波长选择开关
        2.2.5 多波长光源
        2.2.6 其它应用
    2.3 AWG的性能分析
        2.3.1 插入损耗
        2.3.2 信道串扰
        2.3.3 偏振相关性
        2.3.4 温度相关性
        2.3.5 光谱平坦性
第3章 650nm聚合物AWG波分复用器设计
    3.1 AWG设计的理论基础
        3.1.1 BPM法介绍
        3.1.2 有效指数法
        3.1.3 加权指数法
    3.2 材料合成及折射率表征
        3.2.1 材料合成
        3.2.2 材料的折射率表征
    3.3 波导结构设计和优化
    3.4 AWG参数计算及结构设计和优化
    3.5 AWG器件性能仿真模拟
第4章 650nm聚合物AWG波分复用器制备
    4.1 器件制备的主要工艺
    4.2 工艺参数摸索
    4.3 波导器件的制作及测试
        4.3.1 直波导的制作
        4.3.2 弯波导的制作
    4.4 AWG器件的制作
    4.5 AWG器件的测试
第5章 650nm波导器件测试系统
    5.1 波导器件测试系统组成
    5.2 波导器件测试系统的测试步骤
    5.3 650nm波段平面光波导器件
        5.3.1 无源波导器件-延迟线
        5.3.2 有源波导器件-热光开关
结论与展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果
致谢

(7)光通信中的新型光无源器件(论文提纲范文)

1 引言
2 波分复用器
    2.1 级联型波分复用器
        2.1.1 介质薄膜型
        2.1.2 马赫-曾德干涉型
        2.1.3 光纤光栅型波分复用器
    2.2 同步输出的色散型波分复用器
        2.2.1 体光栅色散型
        2.2.2 集成平面色散型
3 光开关
    3.1 非干涉仪型开关
        3.1.1 微机械开关
        3.1.2 光机型开关
        3.1.3 液晶光开关
    3.2 干涉仪型光开关
        3.2.1 普克尔效应开关
        3.2.2 克尔效应开关
4 光插分复用器
    4.1 调谐型ROADM
        4.1.1 基于环形器的ROADM
        4.1.2 基于MZI的ROADM
    4.2 开关型ROADM
5 总结

(8)紫外写入法制作阵列波导光栅的理论研究(论文提纲范文)

内容提要
第一章 绪论
    1.1 波分复用技术
        1.1.1 波分复用技术的简介
        1.1.2 波分复用技术的特点
        1.1.3 波分复用器件的种类
    1.2 阵列波导光栅波分复用器及其发展现状
        1.2.1 阵列波导光栅(AWG)波分复用器简介
        1.2.2 AWG的发展现状
    1.3 紫外写入法简介
    1.4 小结
第二章 阵列波导光栅的基础理论
    2.1 阵列波导光栅简介
        2.1.1 阵列波导光栅的结构
        2.1.2 阵列波导光栅的工作原理
    2.2 阵列波导光栅的基本原理
        2.2.1 光栅方程
        2.2.2 角色散方程
        2.2.3 自由光谱区
        2.2.4 波长分配原理
        2.2.5 微调效应
    2.3 阵列波导光栅的基本功能
        2.3.1 复用/解复用
        2.3.2 波长路由器
        2.3.3 光插分复用器
        2.3.4 波长选择开关
        2.3.5 多波长光源
    2.4 阵列波导光栅的数学特性
        2.4.1 AWG波分复用器的傅立叶变换特性
        2.4.2 AWG复用器的传输特性
        2.4.3 AWG复用器的循环移位特性
        2.4.4 AWG复用器的矩阵变换特性
    2.5 光波导的基本理论
        2.5.1 平板波导的基本理论
        2.5.2 矩形波导的基本理论
    2.6 小结
第三章 紫外写入法制作阵列波导光栅器件的参数优化
    3.1 紫外写入法制作阵列波导光栅
    3.2 AWG器件的性能参数优化
        3.2.1 输入/输出波导及阵列波导的尺寸
        3.2.2 相邻波导之间的间距
        3.2.3 衍射级数、相邻波导长度差、平板波导焦距和自由光谱区
        3.2.4 输入/输出信道及阵列波导数
    3.3 AWG器件的几何参数设计
        3.3.1 阵列波导的几何参数设计
    3.4 小结
第四章 阵列波导光栅器件的传输特性和损耗特性分析
    4.1 阵列波导光栅器件的传输特性分析
        4.1.1 输入平板波导中的衍射远场和功率分布理论与分析
        4.1.2 输出平板波导中的衍射远场和功率分布理论与分析
        4.1.3 传输光谱和自由光谱区的理论与分析
        4.1.4 旁瓣抑制和波谱平坦性的理论与分析
        4.1.5 输入平板波导的衍射效率理论与分析
        4.1.6 输出平板波导的衍射效率理论与分析
        4.1.7 简要分析串扰特性和偏振相关性
    4.2 阵列波导光栅器件的损耗特性分析
        4.2.1 输入平板波导的衍射损耗理论与分析
        4.2.2 输出平板波导的衍射损耗理论与分析
        4.2.3 阵列波导的弯曲损耗理论与分析
        4.2.4 其它的衍射损耗
    4.3 小结
第五章 结论
参考文献
中文摘要
英文摘要
致谢

(9)聚合物阵列波导光栅的设计与制备测试(论文提纲范文)

内容提要
第一章 前言
    1.1 波分复用技术
        1.1.1 全光网络发展与波分复用技术
        1.1.2 波分复用技术优点
    1.2 主流商用波分复用器器件的种类和性能比较
    1.3 阵列波导光栅波分复用器(AWG)的发展
    1.4 国内外聚合物AWG 的研究进展及展望
    1.5 本论文的主要工作
第二章AWG 的工作原理和主要应用
    2.1 AWG 的结构和工作原理
        2.1.1 罗兰圆原理
        2.1.2 光栅方程
        2.1.3 角色散方程
        2.1.4 自由光谱区FSR
        2.1.5 波长分配原理
        2.1.6 结论
    2.2 AWG 的主要应用
    2.3 AWG 的性能参数
    2.4 制备AWG 的材料的选择
    2.5 小结
第三章 AWG 计算机辅助分析设计与参数优化
    3.1 引言
    3.2 AWG 的模拟理论基础
        3.2.1 有效指数法(Effective Index Method-EIM)
        3.2.2 加权指数法(Weighted Index Method-WIM)
    3.3 AWG 的基本参数确定
        3.3.1 矩形波导的单模条件,平板波导与矩形波导的有效折射率
        3.3.2 衍射级数m 确定
        3.3.3 输入输出波导间距d1 阵列波导间距d2 选择
        3.3.4 其他关键参数的确定并输出版图
    3.4 9×9 AWG 器件的模拟
    3.5 33×33 阵列波导光栅的设计
第四章 锥形波导对于AWG 性能影响
    4.1 AWG 输入部分的锥形波导
    4.2 AWG 矩形波导与平板波导相连的锥形波导
        4.2.1 锥形波导与插入损耗的关系
        4.2.2 锥形波导与AWG 器件的光谱响应宽度
第五章 阵列波导光栅AWG 器件的制备与测试
    5.1 波导的制备
        5.1.1 离子交换制备波导
        5.1.2 聚合物材料制备波导
    5.2 两种材料制备聚合物AWG 波分复用器/解复用器
        5.2.1 甲基丙烯酸甲酯-甲基丙稀酸环氧丙酯共聚物制作 AWG 波分复用器件
        5.2.2 SU-8 2005 紫外光敏感材料作为芯层材料制作AWG 波分复用器件
    5.3 AWG 器件的测试
        5.3.1 测试系统平台
        5.3.2 波导的传输损耗测试
        5.3.3 两种聚合物AWG 的波分复用测试
结论
参考文献
摘要
Abstract
致谢

(10)大规模并行处理系统光互连网络研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 大规模并行处理系统光互连网络的关键技术
    1.3 大规模并行处理系统光互连技术的研究状况
    1.4 本文主要研究内容及论文结构
2 大规模并行处理系统的层次化拓扑结构
    2.1 基本拓扑结构
    2.2 拓扑结构的层次化扩展
    2.3 层次化混合全互连网络
    2.4 本章小结
3 大规模交叉连接节点的扩展方法—多级互连网络
    3.1 经典的多级互连网络
    3.2 基于组合网络的多级互连网络
    3.3 组合网络的设计
    3.4 本章小结
4 光互连网络交叉连接节点的研究
    4.1 构成光交叉连接节点的基本光器件
    4.2 光网络交叉连接节点
    4.3 基于 BG 和 MZI 的波长选择交叉连接器
    4.4 本章小结
5 基于EOPCB的层次化混合光互连网络
    5.1 基于聚合物波导的 EOPCB 技术
    5.2 基于EOPCB的芯片网络
    5.3 可连接 215 个节点的层次化混合光互连网络
    5.4 本章小结
6 总结与展望
致谢
参考文献
附录1 攻读学位期间发表的学术论文

四、一种新型光插分复用器(论文参考文献)

  • [1]面向多维复用的硅基亚波长结构集成光子器件研究[D]. 许弘楠. 浙江大学, 2021(01)
  • [2]高性能硅光滤波器及其应用研究[D]. 刘大建. 浙江大学, 2021(01)
  • [3]光空分复用系统中双向传输及ROADM技术研究[D]. 陈成. 南京邮电大学, 2020(03)
  • [4]硅基片上模场调控器件研究[D]. 李晨蕾. 浙江大学, 2020(02)
  • [5]面向波分复用系统的阵列波导光栅器件与光开关电路模块[D]. 吴亚群. 浙江大学, 2018(04)
  • [6]650nm聚合物阵列波导光栅波分复用器的基础研究[D]. 谭震宇. 吉林大学, 2012(09)
  • [7]光通信中的新型光无源器件[J]. 梁中翥,钟砚超,孔庆峰,梁静秋. 光机电信息, 2009(09)
  • [8]紫外写入法制作阵列波导光栅的理论研究[D]. 刘海平. 吉林大学, 2008(11)
  • [9]聚合物阵列波导光栅的设计与制备测试[D]. 李蕾. 吉林大学, 2008(11)
  • [10]大规模并行处理系统光互连网络研究[D]. 冯勇华. 华中科技大学, 2008(12)

标签:;  ;  ;  ;  ;  

一种新型光分插复用器
下载Doc文档

猜你喜欢