基于平面光波導(dǎo)的無源光器件設(shè)計.pdf

1、隨著信息時代的到來,全球通信對帶寬的需求呈指數(shù)態(tài)增長,平均年增長率高達(dá)35％。骨干網(wǎng)中的同軸電纜逐漸由光纖取代,有“最后一公里”之稱的光接入網(wǎng)則成為通信系統(tǒng)的瓶頸所在。光接入網(wǎng)的主要功能包括光路連接、光信號功率分配、光器件之間的耦合控制等。通過使用高性能無源光器件,可拓寬接入網(wǎng)帶寬,提高通信網(wǎng)絡(luò)整體效率。
　　1×N功率分配器是最基本和最重要的無源光器件之一,它不僅是光接入網(wǎng)不可或缺的組成部分,也是許多更復(fù)雜光器件的構(gòu)成部件?；?/p>

2、平面光波導(dǎo)材料的功率分配器具有體積小、重量輕、集成度高,機(jī)械性能以及環(huán)境穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),因此應(yīng)用較廣泛。
　　傳統(tǒng)1×N功分器多由1×2功分器通過S形波導(dǎo)級聯(lián)構(gòu)成,雖能滿足PON網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求,但器件尺寸和插入損耗均較大。本文設(shè)計了一種新的級聯(lián)型1×N光功率分配器,在4至64分路數(shù)范圍內(nèi),器件尺寸可減小24.80%~53.72%;在1260nm~1610nm波段內(nèi),插入損耗可降低0.3~0.4dB。
　　本文設(shè)計的1×N功分

3、器使用弧形波導(dǎo)取代S形波導(dǎo)銜接相鄰1×2功分器單元,降低了由銜接波導(dǎo)造成的長度增長和損耗增加。此外,本文又提出了一種建立在方向搜索、遺傳算法和進(jìn)化規(guī)劃三種方法基礎(chǔ)上的改進(jìn)型智能優(yōu)化算法,通過調(diào)節(jié)每段弧形波導(dǎo)的弧度,使得功分器總長度達(dá)到全局最小,從而進(jìn)一步減小了器件尺寸。
　　最后,本文設(shè)計了一款適用于波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)的全光幅相均衡器。該均衡器由可調(diào)光衰減器(VOA)陣列和可調(diào)延遲線(TDL)陣列級聯(lián)組成,可實(shí)現(xiàn)不同頻道的功率均衡和0~