面向光波導(dǎo)器件檢測(cè)的時(shí)域掃描型低相干檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、片上光互連中各種復(fù)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(fù)用（PDM）、粗波分復(fù)用（WDM）和模分復(fù)用（MDM）技術(shù)。從光路傳播的角度來看，用于支撐各種復(fù)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(cè)方面還停留在頻譜響應(yīng)的檢測(cè)上，而對(duì)于它們實(shí)際結(jié)構(gòu)參數(shù)的檢測(cè)還是一個(gè)亟待解決的問題。然而實(shí)際結(jié)構(gòu)參數(shù)的檢測(cè)無論是對(duì)于了解信道、器件制作工藝的誤差來源還是對(duì)于提升信道、器件的傳輸性能都具有重要的理論指導(dǎo)和實(shí)

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(shí)間相干性對(duì)多光路型應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)高精度表征的實(shí)用型技術(shù)。本文結(jié)合光互連中相關(guān)復(fù)用技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)相關(guān)復(fù)用信道和復(fù)用器件的檢測(cè)難題，設(shè)計(jì)搭建了時(shí)域掃描型LCI檢測(cè)系統(tǒng)，在對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)精度做出提升的同時(shí)，利用此檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)光互連中相關(guān)復(fù)用技術(shù)的復(fù)用信道和復(fù)用器件進(jìn)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(shí)域掃描型LCI檢測(cè)系統(tǒng)，從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面指出在測(cè)試多光路型

3、器件時(shí)，相位檢測(cè)精度存在累積效應(yīng)，提出快速檢測(cè)時(shí)降低這種累積效應(yīng)的影響。本論文從理論上對(duì)LCI技術(shù)進(jìn)行了深入研究，并搭建了時(shí)域掃描型LCI檢測(cè)系統(tǒng)。同時(shí)，針對(duì)時(shí)域掃描型LCI檢測(cè)系統(tǒng)的相位檢測(cè)精度的影響因素進(jìn)行研究，從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面指出在測(cè)試多光路型器件時(shí)，相位檢測(cè)精度存在累積效應(yīng)，并提出適當(dāng)縮短檢測(cè)時(shí)間可以有效降低這種累積效應(yīng)的影響。對(duì)于陣列波導(dǎo)光柵（AWG）的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果表明當(dāng)延時(shí)線的掃描速度增加到4.8mm/s時(shí)，累積效應(yīng)的影響

4、可以忽略，此時(shí)所有光路的相位檢測(cè)精度幾乎都可以達(dá)到5×10-3rad。⑵提出采用時(shí)域掃描型LCI檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)單模波導(dǎo)的偏振檢測(cè)和單模傳輸型器件結(jié)構(gòu)參數(shù)的檢測(cè)。由于用作 PDM技術(shù)的信道以及構(gòu)成CWDM器件的波導(dǎo)都是單模傳輸型的波導(dǎo)，因此針對(duì)PDM技術(shù)在信道參數(shù)檢測(cè)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(cè)方面的問題，提出利用時(shí)域掃描型LCI檢測(cè)方法對(duì)單模波導(dǎo)進(jìn)行偏振檢測(cè)以及對(duì)CWDM器件進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)的檢測(cè)和表征。單模波導(dǎo)的檢測(cè)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(duì)于由MZI（Mach-Zehnder Interferometer）構(gòu)成的CWDM器件的檢測(cè)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(shí)域掃描型LCI檢測(cè)方法實(shí)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(dǎo)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(dǎo)中的模間串?dāng)_情況都是未知的。對(duì)此，提出利用時(shí)域掃描型