面向光波導器件檢測的時域掃描型低相干檢測技術(shù)研究.pdf

1、片上光互連中各種復用技術(shù)的應(yīng)用大大提升了鏈路的傳輸容量，比如偏分復用（PDM）、粗波分復用（WDM）和模分復用（MDM）技術(shù)。從光路傳播的角度來看，用于支撐各種復用技術(shù)的信道、器件都是多光路型的傳輸結(jié)構(gòu)。目前在這些多光路型信道和器件的檢測方面還停留在頻譜響應(yīng)的檢測上，而對于它們實際結(jié)構(gòu)參數(shù)的檢測還是一個亟待解決的問題。然而實際結(jié)構(gòu)參數(shù)的檢測無論是對于了解信道、器件制作工藝的誤差來源還是對于提升信道、器件的傳輸性能都具有重要的理論指導和實

2、際意義。低相干干涉儀（LCI）技術(shù)是一種利用寬譜光源的時間相干性對多光路型應(yīng)用場景實現(xiàn)高精度表征的實用型技術(shù)。本文結(jié)合光互連中相關(guān)復用技術(shù)的發(fā)展，針對相關(guān)復用信道和復用器件的檢測難題，設(shè)計搭建了時域掃描型LCI檢測系統(tǒng)，在對檢測系統(tǒng)的檢測精度做出提升的同時，利用此檢測系統(tǒng)對光互連中相關(guān)復用技術(shù)的復用信道和復用器件進行性能研究和參數(shù)表征。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴建立了時域掃描型LCI檢測系統(tǒng)，從理論和實驗兩方面指出在測試多光路型

3、器件時，相位檢測精度存在累積效應(yīng)，提出快速檢測時降低這種累積效應(yīng)的影響。本論文從理論上對LCI技術(shù)進行了深入研究，并搭建了時域掃描型LCI檢測系統(tǒng)。同時，針對時域掃描型LCI檢測系統(tǒng)的相位檢測精度的影響因素進行研究，從理論和實驗兩方面指出在測試多光路型器件時，相位檢測精度存在累積效應(yīng)，并提出適當縮短檢測時間可以有效降低這種累積效應(yīng)的影響。對于陣列波導光柵（AWG）的實驗檢測結(jié)果表明當延時線的掃描速度增加到4.8mm/s時，累積效應(yīng)的影響

4、可以忽略，此時所有光路的相位檢測精度幾乎都可以達到5×10-3rad。⑵提出采用時域掃描型LCI檢測方法實現(xiàn)單模波導的偏振檢測和單模傳輸型器件結(jié)構(gòu)參數(shù)的檢測。由于用作 PDM技術(shù)的信道以及構(gòu)成CWDM器件的波導都是單模傳輸型的波導，因此針對PDM技術(shù)在信道參數(shù)檢測方面的問題和CWDM技術(shù)在相關(guān)器件結(jié)構(gòu)參數(shù)檢測方面的問題，提出利用時域掃描型LCI檢測方法對單模波導進行偏振檢測以及對CWDM器件進行結(jié)構(gòu)參數(shù)的檢測和表征。單模波導的檢測結(jié)果表

5、明LCI方法可以用于偏振態(tài)定性和定量的分析，而對于由MZI（Mach-Zehnder Interferometer）構(gòu)成的CWDM器件的檢測結(jié)果表明MZI的相位誤差和構(gòu)成MZI的定向耦合器耦合系數(shù)的誤差是造成器件性能惡化的主要原因。⑶提出采用時域掃描型LCI檢測方法實現(xiàn)片上MDM技術(shù)的信道分析。作為片上MDM技術(shù)信道的多模波導在模式傳輸過程中的信道參數(shù)，以及在引入彎曲等結(jié)構(gòu)之后多模波導中的模間串擾情況都是未知的。對此，提出利用時域掃描型