用于WDM系統(tǒng)的集成解復用接收技術的研究.pdf

1、本論文工作是圍繞任曉敏教授擔任首席科學家的國家973項目分課題“單片集成光電子器件的異質兼容理論與重要結構工藝創(chuàng)新”(項目編號：2003CB314901)，教育部“新世紀人才支持計劃”(NCET-05-0111)和國家863研究項目“用于可重構分插復用具有波長處理機制的平面光集成解復用接收器件的研究”(項目編號：2007AA032418)展開的。 近年來，對通信帶寬的需求不斷增長，推動了光通信技術的飛速發(fā)展。波分復用(WDM)技

2、術作為長距離大容量通信技術的首選，獲得了快速發(fā)展。作為其中關鍵技術之一的波長解復用接收器件是波分復用技術能夠應用于實際通信系統(tǒng)并發(fā)揮自身強大功能的保證。目前普遍采用的解復用接收器件由“解復用器/濾波器+探測器”組合而成，這種分立方式存在很多缺點，如成本高、尺寸大以及額外的插入損耗等。相對于分立器件而言，集成光電子器件可以在同一芯片中集成多個不同功能的元器件，通過元器件的組合可以實現(xiàn)比分立器件更復雜的功能，同時由于其具有更緊湊的結構，更小

3、的光學和電學連接損耗，具有較好光學和電學性能，穩(wěn)定性和可靠性方面都更具優(yōu)勢，且極大地降低了器件封裝的成本。諧振腔增強型(RCE)光電探測器是一類具有開拓創(chuàng)新意義的集成了解復用與接收功能的新型垂直腔器件，RCE光探測器在一定程度上解決了傳統(tǒng)PIN光探測器的量子效率和響應速度之間存在相互制約的問題，同時具有波長選擇和吸收的功能，作為波分復用(WDM)光通信中的高性能、低成本的新型集成解復用接收器件得到了廣泛的關注。本論文對波分復用系統(tǒng)中的集

4、成解復用接收技術進行了研究。 以下是本論文的主要工作： 1、對波分復用技術的發(fā)展情況、波分復用系統(tǒng)中的關鍵技術、用于光纖通信的高速光探測器進行了總結和探討。 2、提出了一種新型的并行探測集成解復用接收器，利用轉移矩陣方法對這種新型并行解復用接收器進行了理論分析，給出了并行解復用接收器并行探測四個波長的具體設計實例。最后使用數(shù)值模擬的方法對這種新型并行探測集成解復用接收器的解復用性能和串擾特性進行了計算，并作了分析

5、，分析表明此結構的集成解復用接收器有較好的解復用性能，有望用于WDM系統(tǒng)中。 3、為了實現(xiàn)階梯腔結構的并行探測集成解復用接收器，用濕法腐蝕在同一個GaAs基片上得到了四個不同厚度的階梯結構，用顯微鏡觀察了制備的階梯結構GaAs基片，記錄下了表面顯微圖和橫截面顯微圖，測量出了階梯相差的厚度，并計算出了H2SO4：H2O2：H2O=1：1:30腐蝕GaAs基片的腐蝕速率大約是1.985nm/s。為最終成功實現(xiàn)可控的階梯腔的實驗制備，