可调谐波长转换器的研究进展

可调谐波长转换器的研究进展

一、可调谐波长转换器的研究进展(论文文献综述)

郑宇[1](2019)在《软件定义分层光接入网及其应用技术研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着移动通信、数据中心、物联网和工业互联网等信息物理系统(CPS)建设高潮的到来,对可集数据采集、融合、交换与处理为一体的高速大容量光接入网的需求激增。由于接入根节点产生的海量数据时空分布的多源化、离散化和异构性,传统光接入网已难以满足需求。本文以上述应用需求为牵引,通过软件定义和光电混合交换技术,研究新型光接入网架构、节点与交换技术,贯通物理层与媒质接入控制(MAC)层,满足海量数据接入与处理的需求。首先,论文提出了软件定义分层光接入网(SD-HOAN)方案,对核心与接入两类网络域实现统一控制,上、下行和控制信道分别采用不同的波段,对簇、集、域及核心四层信号实现分层分布式光电混合交换,使得物理层与媒质接入控制层无缝贯通,从而实现海量多源异构数据的汇聚融合、分层交换和统一控制。研制了网络仿真器,基于SDHOAN架构提出了周期信令传输机制与时隙密排调度算法,仿真验证了SD-HOAN具有高吞吐量、低时延等性能。接着,论文分别提出了单/双纤双向两种无源光分配节点(PODN)和输出端口带宽可重构光电混合核心交换节点(HOECSN)结构。通过PODN,搭建了HOECSN与边缘接入节点(EAN)间和EAN之间的传输通路。研究了PODN、HOECSN与MAC融合技术,实现了集内、域内和核心层海量异构数据交换,基于流量统计信息动态配置了输出端口带宽,提高了输出带宽利用率,降低了节点功耗。然后,论文研究了SD-HOAN技术在两种具体场景中的应用。设计了大规模数据中心SD-HOAN系统方案,PODN与簇间交换节点分别构成无源光接入与电接入层,实现了双MAC分层交换,基于负载感知双模态(LSDM)调度算法实现了簇内高效通信,具有高扩展与低功耗特性。设计了智能变电站SD-HOAN系统方案,研制出边缘、核心节点原型样机,搭建了智能变电站面向SV业务的SD-HOAN现场实验系统,实验测得系统具有低时延、单向组播、协议转换与光域信号汇聚等功能。最后,论文给出全文总结以及有待开展的工作。

王可[2](2019)在《基于二维材料的全光器件研究》文中研究表明人类日益扩大的信息交互与传递需求,导致网络运营商需要更高速率,更高稳定性的通信系统来进行人类社会及经济活动的支撑。而全光通信及信号处理在近年来一直是研究热点,被广泛认为是克服当前电光通信系统中“网络瓶颈”的最有效的手段之一。全光信号处理的研究非常依赖于光与物质的相互作用,因此具有更好的非线性光学特性的光学材料的研究迅速成为研究热点。二维材料以它优异的光电特性,在光电器件的应用方面逐渐崛起,并被认为是最具潜力的应用方向之一。自2011年基于石墨烯的调制器的成功研制被报道以来,全光通信及信号处理迅速成为研究热点。具有大非线性光学灵敏度的二维层状材料利用自身的强光物质相互作用,为全光信号处理提供了一种新的有效途径。本文基于新材料在光通信系统上应用的需求及研究热点,利用二维材料在光通信波段的非线性光学特性,研究新型二维材料在未来全光纤通信系统中的具体应用。具体研究内容包括利用黑磷、铋烯等二维材料具备的可饱和吸收效应及克尔效应,结合全光通信网络的器件需求,研制出连续光幅度调制器、全光阈值器、光克尔开关、全光波长转换器,并进行了实际系统测试,从误码率角度及实际业务应用角度达到了光纤通信系统要求。本文的主要创新点如下:1、基于二维材料的可饱和吸收特性研制出基于黑磷-微纳光纤复合结构的全光幅度调制器,在实验中成功实现了在1566 nm的脉冲光经过二维材料-微纳光纤,对在波长范围为1511、1520 nm-1530 nm的连续光的全光调制。且该光调制器的消光比为4.7,从实验上实现飞秒脉冲激光器对连续光的调制;2、基于二维材料的可饱和吸收特性研制出黑磷-微纳光纤复合结构全光阈值器,在实验中实现基于黑磷在波长1550nm的全光阈值,从实验上将通信信道信噪比由3.54提高至17.5,并搭建光通信系统通过对传输误码进行测试进行了验证;3、基于二维材料的克尔效应研制出基于黑磷-微纳光纤复合结构的光克尔开关,在实验中实现在波长范围1541 nm-1559 nm的光开关功能,且其消光比达到26 dB,并对该器件做了稳定性研究;4、基于二维材料的克尔效应及四波混频的原理,研制出基于黑磷/黑磷量子点/铋烯-微纳光纤复合结构的全光波长转换器,在实验中实现了在波长范围1544nm-1559nm的波长转换;5、搭建光通信系统,对基于黑磷量子点/铋烯-微纳光纤复合结构的全光波长转换器进行了通信实验,以及20km的传输实验,测试实际误码率为10-9量级,满足光通信要求;并使用SDH业务信号对该光通信系统进行了实际实时视频业务20km传输实验,验证了并实现了基于黑磷量子点的全光波长转换器在实际光通信系统中的应用。黑磷、黑磷量子点、铋烯等二维材料在通信系统上的成功应用,为二维材料在现今的光纤通信中的实际应用奠定了一定的基础

陈云翔[3](2019)在《基于锑烯、MXene的光学四波混频研究》文中进行了进一步梳理全光波长转换技术(AWOC)是实现全光通信的关键技术之一。目前,全光波长转换技术都是基于非线性效应产生的,大致包括四类:基于交叉相位调制效应、基于交叉增益调制效应、基于四波混频效应以及差频效应。其中基于四波混频效应的全光波长转换技术目前研究最多。与其他全光波长转换器相比,基于四波混频产生的新波长可以完全复制信号光的振幅、频率、相位等信息,可以实现完全透明波长转换。基于四波混频的波长转换早在十年前就已经提出了,然而其受介质的非线性强度限制,转化效率一直不高。寻找具有高稳定性、高非线性强度的介质成为当务之急。2004年,英国的两位物理学家利用胶带首次剥离出石墨烯,由此打开研究二维材料的大门。二维材料指的是电子仅在两个维度上自由运动的平面材料,如纳米薄膜、超晶格、量子阱。二维材料是一种层状结构,其层与层之间由弱范德瓦尔斯力作用。与一维和三维材料不同,二维材料因其二维结构而具有独特光电性能。目前,二维光电材料主要包括石墨烯(GN)、过渡金属硫系化合物(TMDCs)、拓扑绝缘体(TI)、黑磷(BP)等。最近,我们发现了两种新型二维材料——锑烯(Sb)和MXene。这两种二维材料具有高稳定性、高非线性强度、优异导热性等特性,可以作为非线性器件,应用到全光信号处理中。本论文将利用锑烯和MXene的非线性特性,与微纳光纤结合,实现全光波长转换,主要研究内容如下:1.介绍基于四波混频的全光波长转换器的原理,从原理上阐明Sb和MXene作为波长转换介质的可行性;2.介绍Sb和MXene的制备过程及表征,详细介绍材料的特性。利用扫描电子显微镜等表征材料化学特性,用闭孔Z扫描技术表征非线性特性;3.介绍基于Sb和MXene的波长转换装置以及实验测量。详细介绍波长转换装置的搭建,并通过高速示波器以及光谱仪对转换效果进行测量,分析整个装置的转换性能以及信号处理能力。

巩稼民,沈一楠,郭翠,刘建花[4](2017)在《基于碲基光纤的可调谐拉曼波长转换研究》文中提出通过采用可调谐激光器作为输入光源,提出一种基于碲基光纤的可调谐拉曼波长转换器,其改善了普通波长转换器若想实现一段带宽范围内的波长转换需要多个连续探测激光器的缺陷。基于受激拉曼散射效应建立理论模型,通过理论模型计算可调谐范围,并对其进行仿真验证,同时分析了可调谐范围的影响因素。结果表明,所设计的波长转换器可达到73nm的可调谐范围,通过仿真得出的可调谐范围与理论分析基本一致,证明了此方案的可行性。

郑秀[5](2017)在《基于半导体光放大器的波长转换及集成芯片的基础研究》文中研究指明近年来,随着光纤到户、云计算、物联网、数据中心等信息技术的高速发展,人们对于光网络带宽的需求呈爆炸式增长,光纤通信网络的数据传输速率即将提升至400 Gbit/s1 Tbit/s。现有光网络节点处仍然采用光-电-光交换,存在功耗大和信息处理瓶颈等难题,全光交换以其高速、低功耗及潜在低成本等优点逐渐成为发展方向。全光波长转换和以此为基础的波长路由,可以解决信道竞争,提高波长的利用率,是构建高速无阻塞波分复用(WDM)网络的重要基石。此外,随着光电子集成芯片制作工艺的逐渐成熟,将分立器件集成在同一衬底上的光子集成回路(PIC)已成为光电子系统发展的必然趋势。因此,研究具有小体积、低功耗的高速全光波长转换器集成芯片逐渐成为研究热点。在众多实现全光波长转换的技术中,因为半导体光放大器(SOA)的小体积、高非线性及可集成化等诸多优势,使得基于SOA的全光波长转换成为国内外的研究热点。本论文重点研究了SOA的交叉增益/交叉相位调制效应,以及超快动态特性,研究了基于SOA的高速全光波长转换和可集成化方案,设计并实现了单片集成的高速全光波长转换器及路由器PIC芯片。论文主要研究内容分为以下几部分:1.研究了SOA的各种光学超快非线性效应,建立了基于SOA非线性超快动态特性的数值模型。深入分析了各种基于SOA的高速全光波长转换基本原理,提出了一种新型的全光波长转换器可集成方案。该方案采用蓝移滤波技术,通过提取超快的频率啁啾以加快SOA的增益恢复,从而提高了波长转换的速率,并采用延迟干涉仪(DI)结构对波长转换信号进行反相,从而实现正相的高速全光波长转换。通过数值仿真实现了该方案在10 Gbit/s160 Gbit/s速率下归零码(RZ)信号的全光波长转换,在理论上验证了该全光波长转换器集成方案的可行性。2.提出了一种4通道的高速全光波长转换器阵列芯片结构,并通过多项目晶圆(MPW)流片设计芯片版图,制作了尺寸大小为4.6×1.85 mm2的磷化铟(InP)单片集成芯片。该芯片集成了4个高速全光波长转换器,可实现全光单播波长转换和全光组播。芯片包含有源区和无源区,并涉及直波导和弯曲波导。通过在弯曲波导之间添加偏移结构,并在深浅刻蚀波导之间增加缓冲过渡结构,减小了光传播损耗以及光反馈。利用该芯片分别实现了功率代价低至2.3 dB以及2.7 dB的无误码40 Gbit/s非归零码(NRZ)信号和RZ信号全光单播波长转换。同时,还实现了容量高达80 Gbit/s的无误码1×2 NRZ信号以及RZ信号的全光组播,其功率代价分别低至2.5 dB和3.2 dB。3.提出了一种4×4通道的全光波长路由器芯片结构,并通过MPW流片制作了InP单片集成芯片。该波长路由芯片包括4个SOA和1个阵列波导光栅路由器(AWGR)。利用SOA的交叉增益调制/交叉相位调制效应实现全光波长转换,同时通过AWGR实现蓝移滤波加快转换速率,并完成无源全光路由功能。芯片分别实现了功率代价低至3.6 dB和3.2 d B的1×4和3×1 40 Gbit/s NRZ信号的全光波长路由。4.设计并实现了一种基于SOA、AWG以及多模干涉反射镜(MIR)的多波长激光器芯片。该激光器可实现数字式的波长调谐。采用MIR反射结构,比传统的法布里珀罗型结构缩减了芯片尺寸。采用腔内AWG进行两次滤波,可使输出激光具有比单次滤波更高的边摸抑制比。对多波长激光器结构进行了掩膜设计,通过MPW流片制作了InP单片集成芯片,并分别通过仿真及实验验证了该多波长激光器芯片的功能性,在C波段范围成功实现了5个波长可调谐输出。5.设计了包括分布式布拉格反射(DBR)可调谐光源的全光波长路由器芯片结构,利用MPW流片服务设计并制作了InP单片波长路由集成芯片。实验研究了芯片上两种不同结构DBR激光器的波长可调谐范围、调谐速率以及稳定性,并分析了SOA与激光器之间的光反馈对全光波长转换的影响。实验结果表明,芯片上的两种不同结构DBR激光器在C波段分别实现了9 nm和10 nm的波长调谐。芯片上的全光波长转换器成功实现了20 Gbit/s的无误码全光波长转换,其功率代价为2 dB。

廖晓露[6](2017)在《基于VCL激光器的多功能集成光芯片的研究》文中提出近年来,我国网络覆盖范围不断扩大,传输和接入能力不断增强,宽带技术取得显着进展,产业链已经初步形成,应用服务水平不断提升。物联网、云计算、数据中心、终端服务、车载网络、无线网络、可见光通信等等都将带来网络流量井喷式的发展。而波长路由技术能大大提高光通信网络的可靠性,光通道中的各段链路可采用多个波长,一旦在光通道中有空闲波长,其便可以用来构建新的光通路。这种波长路由技术,包括波长转换技术和光交叉连接技术,可以提高波长利用率,有效解决光交叉连接中的波长竞争、动态路由规划问题,以降低网络的阻塞率,提高网络的灵活性。本课题针对全光网络的需要,提出一种全光波长转换和路由系统,希望能够以V型耦合腔可调谐激光器为基础,将各个不同的有源无源器件单片集成在同一芯片上,从而能够在一定通信波长范围内,实现对光信号放大处理、转换波长、转发路由的功能。本文中V型耦合腔激光器(VCL)是一种基于半波耦合器选模,通过两个有微小光程差的谐振腔的游标效应实现大范围波长调谐并有很高的边模抑制比(SMSR)的激光器。它不需要光栅,制作工艺简单,十分便于集成。本文将基于VCL激光器提出多种方案,并通过仿真设计验证VCL半导体激光器的调谐范围扩展、窄线宽、准连续调谐、啁啾可控等性能。这种低成本高性能的可调谐激光器和多功能大规模集成度的光器件吸引了业界的关注,并成为目前发展的大趋势。本文结合V型耦合腔激光器,提出了延时马赫曾德干涉型(DI-MZI)的SOA交叉相位调制(XPM)波长转换结构,设计包括延时波导、多模干涉耦合器(MMI)、SOA、有源无源耦合器等器件,运用时域行波模型分析目前可实现40Gb/s归零码型全光波长转换的两种模型。本文针对单片集成的技术需求,希望通过quantum well offset、quantum well intermixing或者butt-joint集成平台的搭建,解决上述器件集成不兼容、制作工艺复杂等问题,重点探索了三种集成平台制作工艺。我们成功制作了全光路由芯片,测试实现2.5G的全光波长转换,这将是国内首个实现波长转换并路由的大规模光子集成器件,能缩小与世界先进研究水平差距。总而言之,设计和实现高速光子集成器件可大大减少光网络终端和节点设备的功耗和体积,是下一代光网络发展的关键技术。本课题聚焦于开发高性价比的半导体可调谐激光器,并推向产业应用;同时基于V型耦合腔可调谐激光器进一步探索超高集成度的光子路由器芯片,为未来全光路由技术打下基础。

刘宇[7](2017)在《基于PPLN波导和频与差频过程的可调谐全光波长转换》文中研究说明在光传输网中,全光波长转换是一项关键的技术。它能实现光域上的信号在两个不同波长之间的转换,不受常规的光/电/光型波长转换器产生的速度限制。全光波长转换技术在很多领域中都有着广阔的发展前途,例如波长路由、光开关和波长重用等领域。周期极化铌酸锂(Periodically Poled Lithium Niobate,PPLN)波导的级联二阶非线性效应在全光波长转换技术上的应用对比于其他几种常见的全光波长转换技术来说,具有很多优势。在此基础上,本文的主要研究内容有:本文分别计算了波矢失配量在和频与差频(SFG+DFG)过程和倍频与差频(SHG+DFG)过程的允许范围,并在泵浦光波长变化量相等的条件下,对两种过程的波矢失配量进行了比较。同时本文给出了SFG+DFG级联型全光波长转换的耦合波方程组在慢变振幅近似条件下的表达式,通过数值模拟,得到了此过程中输入信号光、泵浦光、控制光、和频光以及输出光的三维脉冲图。为了提高波长转换器的可调谐性和灵活性,本文提出了一种基于PPLN波导,利用SFG+DFG二阶非线性过程的全光波长转换方案。该方案可以实现在一定波长范围内将任意波长的信号光转换到任意波长的输出光,成功地完成信号光中信息到转换光的复制。同时为了使宽带波长转换特性更加平坦,本文首次利用阶梯分段光栅结构对基于SFG+DFG效应的波长转换过程进行研究,以此来改变其PPLN波导参数。在波形上对信号光可调谐和转换光可调谐两种情况的转换结果进行了对比分析。从本课题研究的结果可以看出,本文设计的基于SFG+DFG二阶非线性过程的全光波长转换可调谐变换,得到的信号质量比较好,利用阶梯分段光栅结构对基于SFG+DFG效应的波长转换过程研究,获得了比较高的转换效率和增益平坦性,因此本课题的研究在全光波长转换的研究中具有非常重要的意义。

孙梦恬[8](2016)在《可调谐半导体激光器与光子路由芯片的热特性分析与测试》文中进行了进一步梳理伴随着半导体可调谐激光器及其相关集成芯片的广泛研究与应用,其热问题一直是人们关注的焦点之一。近年来,半导体可调谐激光器的设计与封装朝尺寸轻薄短小的方向发展,导致器件的发热密度不断上升,从而对芯片设计及封装的散热特性提出了新的要求。合理控制半导体可调谐激光器发热特性,能够影响激光器波长的调谐。利用热调谐原理设计准连续调谐的激光器也可用于传感与测量。本文利用有限元方法,对半导体激光器及其相关集成芯片的热特性进行了建模分析,围绕器件发热特性及相关应用展开研究,主要研究工作如下:设计了一种基于热调谐的环形耦合腔可调谐激光器的准连续调谐简单算法。通过控制电极注入电流和TEC控制温度,能够在1543.5nm-1567.9nm波长范围内实现SMSR大于30dB的准连续调谐。利用COMSOL建立了V型耦合腔可调谐激光器和16×16光子路由器芯片的有限元热模型,分析了TOSA封装的V型耦合腔可调谐激光器稳态及瞬态传热特性,并通过正向偏压法测试了激光器的结温,验证了模型的可靠性。在封装角度从TEC的选取、载体散热结构的优化、载体焊料材料的选取,对16×16光子路由器芯片进行了散热通道的优化设计。在芯片角度,对不同占空比的芯片发热区波长转化阵列单元间的热串扰行为进行了模拟计算与分析。

巩稼民,袁心易,左旭[9](2014)在《光纤中受激喇曼效应的应用技术研究》文中进行了进一步梳理概述光纤受激喇曼散射原理,综述光纤喇曼散射主要应用,即光纤喇曼放大器、光纤喇曼激光器、光纤喇曼波长转换器和光纤喇曼传感器四种应用技术的研究现状,及其发展趋势。

刘涛[10](2009)在《准相位匹配技术及其应用研究》文中研究指明准相位匹配(QPM)技术是一种通过对光学晶体非线性极化率进行周期性调制来补偿由于折射率色散所造成的光波之间相位失配的技术,它以其独特的优点在诸多领域都有着重要的应用价值。本文利用理论和数值的分析方法,对基于QPM技术的周期极化铌酸锂(PPLN)晶体在光参量放大和光波长转换方面中的应用进行了研究。论文的主要内容和创新点如下:一、阐述了QPM技术的基本原理和国内外研究发展现状;总结了形成周期反转结构的各种方案;介绍周期极化晶体的类型和特性;对基于周期极化晶体的光参量放大和光波长转换的原理和发展历程作了介绍。二、理论和数值研究了宽带可调谐非共线光参量放大过程,首次提出了两种不同的非共线结构用以实现基于PPLN晶体的光学参量放大。针对超短脉冲光波,提出了最大极化周期的概念用以描述非共线相位匹配和群速度匹配同时满足时晶体的极化周期所能达到的最大值,并给出了用于计算不同温度下PPLN晶体的最大极化周期的数学公式,进而确定了宽带可调谐超短脉冲光参量放大过程应使用的最佳极化周期和最佳非共线结构。在上述基础上提出了一个用于最大化光参量放大过程的信号光调谐带宽、确定工作温度等最佳工作参数以及简化实验操作方法的优化方案,并证实了此方案可以被进一步扩展到其它周期极化晶体和使用不同泵浦光波长的情况中。针对纳秒脉冲光波,同样给出了在获得相对最大的信号光调谐带宽时应使用的最佳极化周期和最佳非共线结构。三、利用泰勒级数展开法和直接计算法对参量带宽进行了分析,分析过程中综合考虑到了非共线结构和极化周期所带来的影响。与原有的单一结构光参量放大相比,通过改变非共线结构可以获得更大的参量带宽。对超短脉冲而言,使用合适的非共线结构对参量带宽的增强效果比调整极化周期更好;对于纳秒脉冲而言,合理的选择极化周期和非共线角更为重要。此外,还对泰勒级数展开法和直接计算法取得的结果进行了对比,指出了这两种分析方法各自的优越性。四、深入研究了非共线光参量放大过程的增益带宽和参量增益。利用泰勒级数展开法得到了群速度匹配条件和相位匹配条件同时满足时增益带宽的解析表达式,并分析了非共线结构和极化周期对增益带宽的影响,同时讨论了增益带宽与参量带宽的差异。系统考虑晶体的极化周期、非共线结构、泵浦光强度和晶体长度对参量增益所带来的影响,给出了获取高增益的合理方案。五、提出了不完全非共线光参量放大的概念,并阐明了其与完全非共线光参量放大的区别,同时给出了基于PPLN晶体的三种不完全非共线光参量放大形式,随后对实际中较常用的两种不完全非共线光参量放大的信号光调谐带宽和参量带宽进行了研究。在对参量带宽和信号光的调谐范围要求不是很高的情况下,采用其中的一种不完全非共线光参量放大形式可以简化实验操作,而另一种不完全非共线光参量放大形式在中红外波段有很好的结果。六、研究了分段光栅结构对五种不同波长转换方案:直接差频效应、单通SHG+DFG、单通SFG+DFG、双通SHG+DFG和双通SFG+DFG的转换效率和转换带宽的影响,其中对后面四种的研究工作尚属首次,随后分别给出了每种方案相应的结构优化参数。在保证可以获得几乎相同的转换效率前提下,分段光栅结构的使用能够很好的扩展信号光的转换带宽,增强泵浦光的稳定性。综合考虑到晶体制备的复杂性、转换效率和转换带宽等因素,推荐实际的波长转换器中使用两段光栅结构的PPLN晶体。

二、可调谐波长转换器的研究进展(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、可调谐波长转换器的研究进展(论文提纲范文)

(1)软件定义分层光接入网及其应用技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
缩略词表
第一章 绪论
    1.1 光接入网应用需求
        1.1.1 高速宽带固网接入
        1.1.2 5G移动通信接入
        1.1.3 数据中心网络
        1.1.4 物联网
        1.1.5 工业互联网
    1.2 光接入网技术研究进展
        1.2.1 光接入网协议标准与架构
        1.2.2 基于边缘计算的光接入网
        1.2.3 基于动态资源配置的高效光接入网
    1.3 软件定义光接入网技术研究进展
        1.3.1 SDN技术
        1.3.2 软件定义光接入网技术
        1.3.3 基于光电混合交换的数据中心网络
    1.4 本论文的主要工作
        1.4.1 本文研究意义
        1.4.2 本文研究框架与路线
        1.4.3 本文章节安排
    参考文献
第二章 软件定义分层光接入网架构与性能分析
    2.1 SD-HOAN方案
        2.1.1 SD-HOAN架构
        2.1.2 簇、集、域分层MAC
        2.1.3 SD-HOAN数据格式
        2.1.4 周期信令传输机制
        2.1.5 时隙密排调度算法
    2.2 SD-HOAN仿真器
        2.2.1 SD-HOAN节点流量生成模型与统计特征
        2.2.2 网络性能评估参数及定义
        2.2.3 SD-HOAN仿真器设计与实现
    2.3 SD-HOAN性能分析
        2.3.1 仿真参数设置
        2.3.2 吞吐量与帧时延
        2.3.3 平均时隙长度
        2.3.4 与传统光接入网对比分析
    本章小结
    参考文献
第三章 无源光分配层节点及媒质接入控制融合技术
    3.1 单、双纤双向PODN方案
        3.1.1 单纤双向PODN
        3.1.2 双纤双向PODN
    3.2 媒质接入控制与调度算法
        3.2.1 单纤双向PODN-MAC
        3.2.2 双纤双向PODN-MAC
    3.3 PODN性能分析
        3.3.1 单纤双向PODN
        3.3.2 双纤双向PODN
        3.3.3 单、双纤双向PODN性能对比分析
    本章小结
    参考文献
第四章 输出端口带宽可重构光电混合核心交换节点技术
    4.1 输出端口带宽可重构HOECSN方案
        4.1.1 节点结构
        4.1.2 光交换矩阵方案
        4.1.3 寻址与缓存
        4.1.4 输出端口带宽重构技术
    4.2 静态流量节点性能分析
        4.2.1 静态流量空间偏斜度
        4.2.2 输出带宽分配算法
        4.2.3 输出带宽利用率与时延性能分析
        4.2.4 光交换矩阵配置时间对节点性能的影响
    4.3 动态流量节点性能分析
        4.3.1 动态流量空间偏斜度
        4.3.2 准实时渐进式输出带宽分配算法
        4.3.3 HOECSN与固定带宽交换机性能对比分析
    本章小结
    参考文献
第五章 大规模数据中心SD-HOAN系统设计与分析
    5.1 大规模数据中心SD-HOAN系统方案
        5.1.1 系统结构
        5.1.2 PODN与光接口结构设计
        5.1.3 信道分配与双MAC
    5.2 数据中心流量统计特征与业务分级综合流量模型
        5.2.1 数据中心流量统计特征
        5.2.2 数据中心业务分级综合流量模型
        5.2.3 流量生成实例
    5.3 LSDM调度算法与网络系统性能分析
        5.3.1 LSDM调度算法[5]
        5.3.2 网络系统性能分析
        5.3.3 与CSMA/CD算法性能对比
        5.3.4 与POXN、POTORI架构性能对比分析
    5.4 系统扩展性与功耗分析
        5.4.1 扩展性
        5.4.2 系统功耗
    本章小结
    参考文献
第六章 智能变电站SD-HOAN系统设计与实现
    6.1 智能变电站SD-HOAN系统方案
        6.1.1 过程层业务与组网模式
        6.1.2 系统与节点结构
        6.1.3 基于故障树的系统可靠性建模
        6.1.4 可靠性仿真分析
    6.2 智能变电站面向SV业务的SD-HOAN系统方案
        6.2.1 系统结构
        6.2.2 节点结构
        6.2.3 性能仿真
    6.3 智能变电站面向SV业务的SD-HOAN系统研制
        6.3.1 边缘节点原型样机研制与测试
        6.3.2 核心节点原型样机研制与测试
        6.3.3 第三方检测
    6.4 四川黄水220kV变电站SD-HOAN系统实验
        6.4.1 实验系统节点部署
        6.4.2 实验系统测试结果
        6.4.3 分析与讨论
    本章小结
    参考文献
第七章 总结与展望
致谢
攻读博士学位期间完成的学术论文及获得的科研成果
表格索引
图形索引

(2)基于二维材料的全光器件研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 基于二维材料的全光器件研究现状
        1.2.1 基于二维材料的开关幅度调制器的研究现状
        1.2.2 光克尔效应的研究现状
        1.2.3 基于二维材料的全光波长转换器研究现状
    1.3 论文研究目的、内容及创新点
第2章 基本理论
    2.1 基于二维材料的全光幅度调制器的理论基础
    2.2 全光阈值的理论基础
    2.3 光克尔效应
    2.4 四波混频的基本理论
        2.4.1 四波混频的起源
        2.4.2 四波混频理论
第3章 二维材料的制备及表征特性
    3.1 二维材料的制备
    3.2 二维材料的表征
        3.2.1 Z扫描技术
        3.2.2 二维材料的表征
第4章 基于二维材料的全光调制研究
    4.1 以黑磷为代表的二维材料可饱和吸收效应实验
    4.2 基于黑磷-微纳光纤复合结构的全光调制实验原理
    4.3 基于黑磷-微纳光纤复合结构的全光调制实验
    4.4 全光调制实验的结果分析
    4.5 小结
第5章 基于黑磷-微纳光纤复合结构全光阈值器实验
    5.1 基于二维材料的全光阈值器实验原理
    5.2 基于二维材料的全光阈值器实验
    5.3 基于二维材料的全光阈值器实验结果分析
    5.4 小结
第6章 基于二维材料的克尔光开关研究
    6.1 基于铋烯-微纳光纤复合结构的光开关实验
    6.2 黑磷-微纳光纤复合结构的克尔光开关实验
    6.3 小结
第7章 基于二维材料的四波混频研究
    7.1 基于铋烯-微纳光纤的四波混频实验
    7.2 基于黑磷-微纳光纤的四波混频实验
    7.3 基于黑磷量子点-微纳光纤的四波混频实验
    7.4 小结
第8章 基于二维材料的器件在全光通信系统中的应用
    8.1 光通信系统简介
        8.1.1 光通信系统的历史
        8.1.2 光通信系统的发展
        8.1.3 光通信系统的构成
    8.2 基于黑磷量子点-微纳光纤的通信系统传输实验
        8.2.1 实验装置
        8.2.2 实验结果分析
    8.3 基于铋烯-微纳光纤的通信系统传输实验
        8.3.1 实验装置
        8.3.2 实验结果分析
    8.4 二维材料在通信系统中的实际应用
        8.4.1 实验目的
        8.4.2 实验准备
        8.4.3 黑磷量子点在光通信系统中的应用实验
    8.5 小结
第9章 总结与展望
    9.1 总结
    9.2 未来展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的研究成果

(3)基于锑烯、MXene的光学四波混频研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 全光波长转换的研究进展
        1.1.1 基于交叉增益调制的全光波长转换器
        1.1.2 基于交叉相位调制的全光波长转换器
        1.1.3 基于四波混频的全光波长转换器
        1.1.4 基于差频效应的全光波长转换器
    1.2 基于二维材料的全光波长转换器研究现状
        1.2.1 二维材料简介
        1.2.2 基于二维材料的全光波长转换器
    1.3 本论文主要研究目的、内容以及创新点
        1.3.1 主要研究目的
        1.3.2 主要内容
        1.3.3 创新点
第2章 四波混频的基本理论
    2.1 四波混频的起源
    2.2 四波混频理论
        2.2.1 耦合振幅方程
        2.2.2 耦合方程的近似解
        2.2.3 超快四波混频过程
        2.2.4 相位匹配
        2.2.5 矢量理论
第3章 基于锑烯的光学四波混频研究
    3.1 前言
    3.2 锑烯的制备以及表征
    3.3 锑烯-微纳光纤复合波导的制备
    3.4 实验装置
    3.5 实验结果分析
    3.6 本章小结
第4章 基于MXene的光学四波混频研究
    4.1 前言
    4.2 MXene的制备以及表征
    4.3 MXene-微纳光纤复合波导的制备
    4.4 实验装置
    4.5 实验结果分析
    4.6 本章小结
第5章 总结和未来工作展望
    5.1 论文内容总结
    5.2 未来工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果

(4)基于碲基光纤的可调谐拉曼波长转换研究(论文提纲范文)

0 引言
1 设计原理及理论模型
    1.1 设计原理
    1.2 理论模型
2 软件仿真及结果分析
    2.1 仿真原理
    2.2 仿真结果及分析
    2.3 影响可调谐范围的因素
        2.3.1 泵浦光功率对可调谐范围的影响
        2.3.2 光纤长度对可调谐范围的影响
3 结论

(5)基于半导体光放大器的波长转换及集成芯片的基础研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
主要符号表
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 全光波长转换技术
    1.3 光子集成回路
        1.3.1 单片集成技术
        1.3.2 混合集成技术
        1.3.3 多项目晶圆流片
    1.4 基于半导体光放大器的全光波长转换研究现状
        1.4.1 采用分立元件实现基于半导体光放大器的全光波长转换
        1.4.2 采用集成芯片实现基于半导体光放大器的全光波长转换
    1.5 基于半导体光放大器全光波长转换的全光波长路由技术
    1.6 本论文的主要研究内容和创新
    1.7 本论文的章节安排
第二章 基于半导体光放大器全光波长转换的基本理论及仿真
    2.1 引言
    2.2 半导体光放大器的理论基础
        2.2.1 半导体光放大器的基本结构
        2.2.2 半导体光放大器的基本方程
        2.2.3 半导体光放大器的超快动态特性
    2.3 基于半导体光放大器交叉增益调制效应的高速全光波长转换方案
        2.3.1 蓝移滤波方案
        2.3.2 级联半导体光放大器方案
        2.3.3 延迟干涉仪方案
        2.3.4 一种新型全光波长转换单片集成方案
    2.4 基于半导体光放大器的全光波长转换数值仿真
    2.5 本章小结
第三章 基于半导体光放大器的全光波长转换器阵列芯片
    3.1 引言
    3.2 芯片的基础特性分析
        3.2.1 芯片的掩膜版图设计及实现
        3.2.2 芯片的基本测试平台
        3.2.3 芯片的基本性能测试
    3.3 非归零码及归零码信号的全光单播转换实验验证
        3.3.1 非归零码信号的全光单播转换实验
        3.3.2 归零码信号的全光单播转换实验
    3.4 非归零码及归零码信号的全光组播转换实验验证
    3.5 本章小结
第四章 基于半导体光放大器的全光波长路由器芯片
    4.1 引言
    4.2 芯片的基础特性分析
    4.3 非归零码信号的全光波长路由实验验证
        4.3.1 非归零码信号 1×4 全光波长路由实验
        4.3.2 非归零码信号 3×1 全光波长路由实验
        4.3.3 实验结果分析
    4.4 本章小结
第五章 基于阵列波导光栅的多波长激光器芯片
    5.1 引言
    5.2 芯片的基础特性分析
    5.3 激光器的仿真特性研究
    5.4 激光器的实验特性研究
    5.5 本章小结
第六章 含分布式布拉格反射激光器的全光波长路由器芯片
    6.1 引言
    6.2 芯片的基础特性分析
        6.2.1 单个半导体光放大器的实验特性研究
        6.2.2 阵列波导光栅的实验特性研究
        6.2.3 分布式布拉格反射激光器的实验特性研究
        6.2.3.1 激光器的可调谐范围研究
        6.2.3.2 激光器的调谐速率研究
        6.2.3.3 激光器的稳定性研究
    6.3 全光波长路由器的全光波长转换实验特性
        6.3.1 不含分布式布拉格反射激光器的全光波长转换实验
        6.3.2 含分布式布拉格反射激光器的全光波长转换实验
    6.4 本章小结
第七章 全文总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果

(6)基于VCL激光器的多功能集成光芯片的研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 波长可调谐激光器
        1.2.1 宽带波长可调谐激光器展现状
        1.2.2 波长调谐范围扩展技术
        1.2.3 波长准连续调谐技术
        1.2.4 啁啾可控技术
        1.2.5 激光器可集成化的光功率探测器
    1.3 高速光波长转换芯片发展现状
        1.3.1 光波长转换器芯片
        1.3.2 光路交换OCS芯片
        1.3.3 光分组交换OPS芯片
        1.3.4 光突发交换OBS
    1.4 本论文的章节安排
    1.5 本论文主要创新点
2 基于V型腔激光器的有源器件性能的研究
    2.1 探索V型腔激光器的性能提升方法
        2.1.1 调谐范围的扩展
        2.1.2 准连续调谐的实现
        2.1.3 啁啾可控的实现
    2.2 V型腔激光器和光探测器的集成研究
        2.2.1 刻蚀槽V型腔激光器
        2.2.2 集成光探测器的性能分析
    2.3 本章小结
3 基于V型腔激光器的多功能芯片的仿真和设计
    3.1 基于V型耦合腔可调谐激光器的波长转换器
        3.1.1 基于时域行波模型的V型耦合腔可调谐激光器性能分析
        3.1.2 基于SOA-XGM的波长转换器
        3.1.3 基于SOA-XPM的波长转换器
    3.2 基于V型耦合腔可调谐激光器的4×4光子路由器
        3.2.1 4×4光子路由器工作原理
        3.2.2 4×4光子路由器设计
        3.2.3 4×4光子路由器软件仿真
    3.3 基于V型耦合腔可调谐激光器的16×16光子路由器
        3.3.1 16×16光子路由器工作原理
        3.3.2 16×16光子路由器设计原理
    3.4 本章小结
4 基于V型腔激光器多功能芯片的集成平台研究
    4.1 集成平台简介
    4.2 端对接技术
        4.2.1 端对接技术的工艺
        4.2.2 基于Butt-Joint的V型腔可调谐激光器
        4.2.3 分立器件分析
        4.2.4 4×4光子路由器
        4.2.5 16×16光子路由器
    4.3 量子阱混杂技术
        4.3.1 量子阱混杂技术的工艺
        4.3.2 基于V型腔的可调谐激光器
        4.3.3 4×4光子路由器
    4.4 偏置量子阱技术
        4.4.1 偏置量子阱技术的工艺
        4.4.2 基本单元层的外延生长
        4.4.3 基于V型腔的可调谐激光器
        4.4.4 N×N光子路由器
    4.5 本章总结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 未来工作的展望
参考文献
作者简介
    个人简介
    博士在读期间发表论文情况

(7)基于PPLN波导和频与差频过程的可调谐全光波长转换(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 全光波长转换器的意义
    1.2 全光波长转换器的分类
    1.3 国内外研究动态
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 周期性极化铌酸锂波导
    2.1 PPLN波导的基本原理
    2.2 PPLN波导的应用
        2.2.1 全光波长变换
        2.2.2 光时域分插复用
        2.2.3 光逻辑器件
        2.2.4 光开关
        2.2.5 倍频
        2.2.6 光参量放大/振荡
    2.3 SFG+DFG与SHF+DFG的比较
    2.4 本章小结
第3章 基于PPLN波导SFG+DFG型的全光波长转换
    3.1 基于SFG+DFG的全光波长转换
    3.2 基于SFG+DFG的数值分析
    3.3 全光波长转换过程中各光波的脉冲变化
    3.4 本章小结
第4章 基于PPLN光波导的可调谐全光波长变换
    4.1 可调谐全光波长转换的意义
    4.2 可调谐全光波长转换的原理
    4.3 数值模拟与分析
    4.4 本章小结
第5章 基于阶梯分段波导结构的优化方案
    5.1 原理与意义
    5.2 转换光调谐的优化方案
    5.3 信号光调谐的优化方案
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢

(8)可调谐半导体激光器与光子路由芯片的热特性分析与测试(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 可调谐半导体激光器与光子路由器
        1.1.1 波长可调谐半导体激光器
        1.1.2 半导体光子路由器
    1.2 半导体激光器热特性研究进展
    1.3 半导体激光器与光子路由器的热特性
        1.3.1 半导体激光器的热特性
        1.3.2 半导体光放大器的热特性
        1.3.3 半导体激光器与光子路由器的传热过程
    1.4 半导体制冷器的基本原理与应用
        1.4.1 TEC的基本原理
        1.4.2 TEC的特点
        1.4.3 TEC的性能参数
    1.5 本论文的章节安排与创新点
2 半波耦合双环可调谐激光器准连续调谐
    2.1 可调谐半导体激光器的调谐原理
    2.2 半波耦合双环可调谐激光器的准连续调谐实验
    2.3 本章小结
3 V型耦合腔可调谐激光器热特性有限元分析
    3.1 V型耦合腔可调谐激光器简介
    3.2 COMSOL与热分析的有限元方法
        3.2.1 COMSOL简介
        3.2.2 COMSOL用于热分析的一般流程
    3.3 TOSA封装的V型耦合腔可调谐激光器建模
        3.3.1 TOSA结构简化与几何模型建立
        3.3.2 激光器材料特性、热源与边界条件设定
    3.4 稳态求解
    3.5 瞬态求解
    3.6 V型耦合腔可调谐激光器的结温测试
        3.6.1 结温测试方法
        3.6.2 V型耦合腔可调谐激光器结温测试
    3.7 本章小结
4 基于V型耦合腔可调谐激光器的16×16光子路由器热特性有限元分析
    4.1 基于V型耦合腔可调谐激光器的光子路由器简介
    4.2 16×16光子路由器建模
        4.2.1 16×16光子路由器几何模型建立
        4.2.2 光子路由器热源与边界条件设定
    4.3 光子路由器芯片散热通道的热学设计
        4.3.1 TEC的选取
        4.3.2 载体散热结构的优化
        4.3.3 散热通道材料的选择
    4.4 波长转换阵列单元间热串扰行为的分析
    4.5 本章小结
5 总结和展望
    5.1 本文总结
    5.2 展望
参考文献
附录
    作者简介
    成果附录

(9)光纤中受激喇曼效应的应用技术研究(论文提纲范文)

1 SRS原理
2 光纤喇曼放大器
    2.1 单泵浦喇曼光纤放大器
    2.2 多泵浦喇曼光纤放大器
    2.3 级联光纤喇曼放大器
3 光纤喇曼激光器
    3.1 硅基光纤喇曼激光器
    3.2 碲基喇曼光纤激光器
4 喇曼波长转换器
    4.1 可调谐波长转换器
    4.2 多路喇曼波长转换器
    4.3 多波长转换耦合器
5 喇曼光纤传感器
6 结束语

(10)准相位匹配技术及其应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 准相位匹配技术
        1.1.1 非线性光学
        1.1.2 双折射相位匹配
        1.1.3 准相位匹配及其特点
    1.2 周期极化晶体
        1.2.1 周期极化晶体的制备
        1.2.2 周期极化晶体的分类
    1.3 准相位匹配技术的应用概况
    1.4 本论文的组成和主要工作
        1.4.1 论文组成
        1.4.2 主要工作
    参考文献
第2章 基于准相位匹配技术的光参量放大和全光波长转换
    2.1 准相位匹配介质中光波的相互作用
    2.2 准相位匹配技术在光参量放大过程中的应用
        2.2.1 准相位匹配光参量放大技术的发展历史
        2.2.2 准相位匹配光参量放大技术的基本原理
    2.3 准相位匹配技术在光波长转换中的应用
        2.3.1 基于准相位匹配技术的光波长转换的发展历史
        2.3.2 基于准相位匹配技术的光波长转换的基本原理
    参考文献
第3章 非共线光参量放大的调谐带宽研究
    3.1 概述
    3.2 非共线光参量放大的基本原理
    3.3 调谐带宽和最大极化周期
    3.4 最优宽带可调谐NOPA方案
    3.5 纳秒脉冲时的调谐带宽
        3.5.1 基本原理
        3.5.2 非共线角和调谐带宽
        3.5.3 不完全非共线下的调谐带宽
    3.6 小结
    参考文献
第4章 非共线光参量放大光谱带宽和参量增益研究
    4.1 引言
    4.2 宽带非共线光参量放大的基本原理
    4.3 参量带宽
        4.3.1 完全非共线光参量放大过程的参量带宽
        4.3.2 不完全非共线光参量放大过程的参量带宽
    4.4 增益带宽
    4.5 参量增益
    4.6 总结
    参考文献
第5章 基于分段结构周期极化铌酸锂晶体的全光波长转换研究
    5.1 引言
    5.2 单通构型波长转换器
        5.2.1 基于差频效应的波长转换器
        5.2.2 单通SHG+DFG波长转换器
        5.2.3 单通SFG+DFG波长转换器
    5.3 双通构型波长转换器
        5.3.1 双通SHG+DFG波长转换器
        5.3.2 双通SFG+DFG波长转换器
    5.4 总结
    参考文献
总结与展望
致谢
攻读博士学位期间学术成果
    论文列表
    ITU-T标准提案

四、可调谐波长转换器的研究进展(论文参考文献)

  • [1]软件定义分层光接入网及其应用技术研究[D]. 郑宇. 东南大学, 2019
  • [2]基于二维材料的全光器件研究[D]. 王可. 深圳大学, 2019(11)
  • [3]基于锑烯、MXene的光学四波混频研究[D]. 陈云翔. 深圳大学, 2019(09)
  • [4]基于碲基光纤的可调谐拉曼波长转换研究[J]. 巩稼民,沈一楠,郭翠,刘建花. 半导体光电, 2017(06)
  • [5]基于半导体光放大器的波长转换及集成芯片的基础研究[D]. 郑秀. 电子科技大学, 2017(06)
  • [6]基于VCL激光器的多功能集成光芯片的研究[D]. 廖晓露. 浙江大学, 2017(03)
  • [7]基于PPLN波导和频与差频过程的可调谐全光波长转换[D]. 刘宇. 沈阳工业大学, 2017(08)
  • [8]可调谐半导体激光器与光子路由芯片的热特性分析与测试[D]. 孙梦恬. 浙江大学, 2016(03)
  • [9]光纤中受激喇曼效应的应用技术研究[J]. 巩稼民,袁心易,左旭. 西安邮电大学学报, 2014(01)
  • [10]准相位匹配技术及其应用研究[D]. 刘涛. 北京邮电大学, 2009(03)

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可调谐波长转换器的研究进展
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