检索结果-南通市图书馆

作者：刘嘉成国防科技大学

学位级别：硕士

氮化硅光子芯片有低损耗、高传输带宽、高非线性系数等优势,是集成光子芯片中的优良平台。微环谐振器是片上的重要元件,可以实现对光场的极大增强。本文针对氮化硅微环中非线性频率转换的需求,在理论上提出了两种频率匹配的方法,对其谐... 详细信息

氮化硅光子芯片有低损耗、高传输带宽、高非线性系数等优势,是集成光子芯片中的优良平台。微环谐振器是片上的重要元件,可以实现对光场的极大增强。本文针对氮化硅微环中非线性频率转换的需求,在理论上提出了两种频率匹配的方法,对其谐振和调谐性能进行了测试。论文内容主要包括:(1)设计并实验加工了单/双马赫曾德尔干涉仪耦合的微环谐振器。实验测试验证了单干涉仪耦合微环可以实现耦合状态和品质因子的调谐,双干涉仪耦合微环能够实现耦合状态的、品质因子和临界耦合下品质因子的调谐。(2)提出和设计了氮化硅微环中四波混频布拉格散射可调谐频率匹配方法。采用干涉仪回路作为微环的反射器,实现环内反射率从0到1的调节进而实现共振模式的可调劈裂。基于这种可调模式劈裂我们提出了微环中四波混频布拉格散射的频率匹配方法,并通过数值仿真证明了设计的结构具有宽频率匹配范围以及对于不同波长和不同尺寸波导都具有适用性。(3)提出和设计了基于耦合可调双微环的频率匹配方法。我们设计两个微环间的耦合是通过马赫曾德尔干涉仪实现,通过干涉仪调节微环间的耦合系数进而实现共振模式的可调劈裂,并证明了该设计能够宽频率调谐的四波混频过程。

关键词：氮化硅微环谐振器马赫曾德尔干涉仪频率匹配四波混频布拉格散射自发四波混频

单片集成硅基灵活栅格模式波长选择光开关研究

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单片集成硅基灵活栅格模式波长选择光开关研究

作者：鲁昊宁波大学

学位级别：硕士

随着云计算、大数据中心、5G网络传输等新兴应用程序的发展,网络流量正在以指数形式快速增长,现阶段光网络已无法满足人们的传输需求,发展新型光网络技术势在必行。弹性光网络通过采用灵活栅格技术可有效地利用频谱资源,而空分复用技术... 详细信息

随着云计算、大数据中心、5G网络传输等新兴应用程序的发展,网络流量正在以指数形式快速增长,现阶段光网络已无法满足人们的传输需求,发展新型光网络技术势在必行。弹性光网络通过采用灵活栅格技术可有效地利用频谱资源,而空分复用技术通过利用空间维度可扩展数据传输容量。因此,将弹性光网络和空分复用技术相结合可为满足日益增长的带宽需求提供一种极具吸引力的解决方案。而如何实现信道带宽灵活分配以及波长与模式动态调度成为亟待解决的关键问题。鉴此,本文将从光子集成角度出发,着重研究单片集成硅基灵活栅格模式波长选择光开关。具体研究内容如下所述:1.基于对称Y分支结构的可重构模式复用/解复用模块设计:通过扩大波导间隙用以降低工艺要求,利用优化后的锥形波导来确保Y分支结构的低插入损耗。并在此基础上,调节电极的位置和功率大小,控制Y分支内部的传输状态,继而实现输入信号的可重构模式复用与解复用。在C波段（1530nm-1565nm）范围内,所设计的可重构模式复用/解复用模块的损耗小于0.12d B、解复用串扰低于-15.39d B。2.基于干涉耦合型串联双环的带宽可调波长选择光路由模块设计:采用干涉耦合型串联双环作为基础单元,同时通过级联的方式进行扩展,设计出带宽可调的光路由模块。对于固定的耦合系数,所设计的带宽可调波长选择光路由模块可以支持多个不同波长的通道间隔。在通道间隔选取为0.8nm时,消光比大于50.17d B,串扰小于-15.83d B。与基于传统串联双环的光路由相比,所设计的带宽可调光路由模块可支持更多的通道间隔以及拥有更高的消光比和更大的带宽调节范围。3.单片集成硅基灵活栅格模式波长选择光开关设计:提出了一种可扩展、可重构的硅基灵活栅格模式波长选择光开关。该光开关由基于对称Y分支的可重构模式复用/解复用模块和基于干涉耦合型串联双环的带宽可调光路由模块所组成。以1×（2×3）硅基灵活栅格模式波长选择光开关为例,所设计的器件可支持两个模式和三个波长信道,且可将输入的各信号切换至任意输出端口输出并具有带宽可调属性。该器件支持的波长通道间隔可从0.1nm变化至0.8nm,带宽可从0.08nm变化至2nm。而当波长通道间隔为0.8nm时,所设计的器件最小消光比为50.90d B,最大串扰为-15.36 d B。关键词:硅基光子学,灵活栅格,模式波长选择光开关,微环谐振器,Y分支变化至2nm。而当波长通道间隔为0.8nm时,所设计的器件最小消光比为50.90dB,最大串扰为-15.36dB。

关键词：硅基光子学灵活栅格模式波长选择光开关微环谐振器 Y分支

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纳米线硅光子波分复用器的研究

纳米线硅光子波分复用器的研究

作者：陈晓铃昆明理工大学

学位级别：硕士

进入21世纪后,随着社会的高速发展,信息的功能和内涵已经包括对生产过程进行远程自动化控制,对社会安全、金融贸易进行处理等。对社会信息的需求量、信息传递速率有了更高的要求,然而,电学回路的阻容(Resistance-capacitance RC)延迟效... 详细信息

进入21世纪后,随着社会的高速发展,信息的功能和内涵已经包括对生产过程进行远程自动化控制,对社会安全、金融贸易进行处理等。对社会信息的需求量、信息传递速率有了更高的要求,然而,电学回路的阻容(Resistance-capacitance RC)延迟效应导致电子技术无法突破纳秒(10s)级别,难以再满足人们的需求。人们将目光投向不带电的光子,光子在传输过程中不受电场和RC延迟效应的影响,始终以光速传播,并且不存在热损耗。因此,以硅材料为基石、光子为载体的集成回路,有望实现更高传输速率、更大传播容量的光通信。本文主要对纳米线硅光子波分复用器件(Wavelength Division Multiplexer WDM)进行研究。本文研究了通道间隔可调波分复用器和低串扰波分复用器。分别对两种WDM器件的基础结构——硅光子微环谐振器(Si-MRR)和硅光子阵列波导光栅(Si-AWG)的几何结构、工作原理、表征方式、优化过程等进行了分析。首先设计、制备、测试并分析了基于级联微环谐振腔的通道间隔可调波分复用器,为了将热量有效地传递到环形谐振腔中,Ni Si加热器制备在微环谐振腔脊波导的平板区域上,调节Ni Si加热器的外加电压,可以改变器件的通道间隔。器件A(Device-A)移除了波导相邻的Si O和部分硅衬底,与没有未移除Si O和部分硅衬底的器件B(Device-B)相比,热光效率(～2.12nm/m W)提高了一个数量级,在实现通道间隔为50 GHz、100 GHz、200 GHz时,Device-A的功耗分别为11.05 m W、5.96 m W、6.06 m W。其次,在Lumerical仿真软件上实现了通道间隔为400 GHz的低串扰波分复用器,该器件在AWG的输出端分别级联MRR,器件的串扰和插入损耗分别为-44.91 d B、-1.23 d B,各通道3-d B带宽约为0.4 nm,相较独立AWG,低串扰波分复用器的串扰降低了20.03 d B、插入损耗不明显增加、3-d B带宽减小了0.13 nm左右。在简单的设计、不对工艺提高要求的情况下,降低了WDM器件的串扰。最后,基于标准的CMOS工艺,对两种纳米线硅光子器件的工艺进行了开发,简述工艺的关键技术与流程,制备并测试了通道间隔可调波分复用器,表征了该器件的性能。

关键词：硅纳米线波分复用器微环谐振器阵列波导光栅热光调谐

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全光码型转换的研究

全光码型转换的研究

作者：谢媛北方工业大学

学位级别：硕士

全光网AON (All Optical Network)是指信息的传输以及交换过程都发生在光域中,而非传统的电域中。数据从传输端到接收端传送的整个过程,只使用光信号的形式,也就意味着在全光网络的各节点处,不会存在光/电、电/光的转换。由于信息的传... 详细信息

全光网AON (All Optical Network)是指信息的传输以及交换过程都发生在光域中,而非传统的电域中。数据从传输端到接收端传送的整个过程,只使用光信号的形式,也就意味着在全光网络的各节点处,不会存在光/电、电/光的转换。由于信息的传递过程不需要使用电子器件来进行,信号传输速率将得到极大提升。全光码型转换技术作为全光通信网络的关键技术之一,能够保障不同类型的光网络之间实现互联。在光通信网络中,为实现高速率、大容量的通信,大多使用光波分复用技术(WDM)以及光时分复用技术(OTDM)。在不同的复用技术中,将会使用不同的光调制码。为了实现网络之间的相互通信,使得整个光网络畅通无阻,就必须实现不同网络中,不同调制格式间的码型转换。本论文主要利用微环谐振器的特性来实现全光码型转换,并对转换结果做了详细的分析与研究。首先,本文简要总结了码型转换的发展历史,以及国内外当前的研究进程;分析了光通信中不同的调制码型,对不同调制码的眼图和频谱图进行了分析比较;详细总结了目前常用的全光归零码(RZ)与非归零码(NRZ)之间的转换原理和方法;分析了各种方案的不足之处,并以此为依据,提出了本文中利用微环谐振器进行码型转换的方案。其次,本文利用微环谐振器的下陷传输特性,联合窄带滤波器,实现了全光归零码(RZ)到非归零码(NRZ)的码型转换,并详细分析了转换后的NRZ信号眼图质量与设备因素,如：不同的窄带滤波器、微环谐振器的耦合条件以及输入信号RZ码占空比的关系。进一步减小微环半径,可与更高速率的光通信网络实现兼容。最后,本文对串联微环谐振器的传输特性进行了分析研究,并利用单个上下载微环谐振器构造了窄带滤波器,完善了码型转换器,并分析了不同条件对转换结果的影响。然后,利用串联微环谐振器的结构,完成了高阶窄带滤波器的设计。设计了2阶巴特沃斯型窄带滤波器作为码型转换的滤波器,转换结果表明,该滤波器的性能优良。微环的特殊结构,使得该码型转换器具有良好的集成特性,对全光网络具有重要的意义。

关键词：光纤通信码型转换微环谐振器滤波器

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片上集成的光机械晶体管研究

片上集成的光机械晶体管研究

作者：贺梦莹华中科技大学

学位级别：硕士

随着网络通信的快速发展,基于集成电路的传统互连方式在距离、速度以及功耗等方面都面临巨大的挑战。为了突破“电子瓶颈”的限制,人们需要寻求一种新的信息载体,光子凭借其天然的优势成为首选。随着光子技术的发展,代替电子计算机的光... 详细信息

随着网络通信的快速发展,基于集成电路的传统互连方式在距离、速度以及功耗等方面都面临巨大的挑战。为了突破“电子瓶颈”的限制,人们需要寻求一种新的信息载体,光子凭借其天然的优势成为首选。随着光子技术的发展,代替电子计算机的光子计算机不再遥不可及。而光子晶体管是光子计算机的重要组件,是光子计算机运算能力的象征。它是可以用一束光控制另一束光的光学器件,与电子晶体管相比,具有运算速率高、功耗低、体积小等优点。另一方面,随着集成光路的发展,光子计算机的实现和大规模集成化成为人们追求的目标。硅基集成芯片易与传统互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)工艺兼容、原材料丰富、成本低廉等优点,使其成为今后集成化发展的首选平台。研究基于硅基器件的光晶体管具有十分重要的意义。此外,随着光力的发现和理论的进一步完善,在集成光子回路中引入光梯度力,可以使得片上集成光学器件工作在新的机理下。本论文主要研究基于绝缘体上硅(Silicon-on-isolator,SOI)的马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer,MZI)和微环谐振腔(Microring resonator,MRR)的光机械晶体管。本论文的主要内容可以概括为以下几点:(1)介绍了光晶体管的研究背景、硅基集成器件的发展、光晶体管的国内外研究进展。(2)分析了光力分类、光梯度力的计算和增强方法、常用光梯度力结构介绍。光力根据产生机制可以分为光辐射力和光梯度力。光梯度力的增强方法可以归类为增强系统光学品质因子和机械品质因子。常用的光学结构包括单模控制波导和纳米线结构、微环与衬底结构。(3)研究了基于硅基MZI和硅基MRR的光机械晶体管,在理论仿真与器件制作、实验测试方面都进行了研究工作。这两种光机械晶体管的响应频率都可以通过优化器件参数来得到提升。

关键词：硅基集成芯片光晶体管光机械马赫-曾德尔干涉仪微环谐振器

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硅基多通道级联微环传感器研究

硅基多通道级联微环传感器研究

作者：毛毛浙江大学

学位级别：硕士

近年来,光子集成技术正在光互联、智能传感等领域发挥着重要的作用。其中,硅光子技术由于其尺寸小、集成度高、且与微电子工艺相兼容等优点,在近几年得以迅速发展。在众多硅基集成光子器件中,微环器件结构简单、功能多样化,因此被广泛... 详细信息

近年来,光子集成技术正在光互联、智能传感等领域发挥着重要的作用。其中,硅光子技术由于其尺寸小、集成度高、且与微电子工艺相兼容等优点,在近几年得以迅速发展。在众多硅基集成光子器件中,微环器件结构简单、功能多样化,因此被广泛应用于光通信、光信息处理以及光传感等诸多领域。本论文主要针对光传感方面的应用需求,重点研究了基于硅纳米线光波导微环谐振腔的多通道传感器的设计、制作以及测试。首先,本文对基于硅纳米线光波导的谐振微腔进行了研究。结合时域有限差分法与传输矩阵法等,详细分析了耦合区参数对其耦合系数的影响。并设计了一种基于微环结构的具有光波长选择性的1xN功率分配器,通过优化耦合区相关参数可实现任意的通道光功率比例。其次,本文以波长选择性的1xN光功率分配器作为基础,引入多个微环级联结构,实现了一种新型硅基多通道级联微环传感器。利用游标效应,该传感器灵敏度可达10-8nm/RIU,这使得采用低分辨率的集成型光谱分析仪进行其光谱分析成为可能,有望实现传感单元与光谱分析单元的单片集成,从而构建片上光传感系统。本文还分析了基于游标效应的级联微环传感器的温度敏感特性。结果表明,通过优化光波导结构参数,可显著降低微环传感器的温度敏感性。

关键词：硅光子学微环谐振器功率分配器光学传感器游标效应

基于微环滤波的宽带复杂激光混沌信号产生及应用研究

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基于微环滤波的宽带复杂激光混沌信号产生及应用研究

作者：王亚军电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,激光混沌信号由于带宽大和物理随机性好等特点,在安全保密通信、高速随机数生成、激光雷达以及光时域干涉仪等应用中得到了广泛研究和发展。其中,外腔反馈半导体激光器凭借其组成结构简单、易于实现、易于模块集成、以及在引入... 详细信息

近年来,激光混沌信号由于带宽大和物理随机性好等特点,在安全保密通信、高速随机数生成、激光雷达以及光时域干涉仪等应用中得到了广泛研究和发展。其中,外腔反馈半导体激光器凭借其组成结构简单、易于实现、易于模块集成、以及在引入附加自由度情形下具有丰富的非线性动态特性等特点成为产生激光混沌信号常用的光源。然而,深入的研究也使得该激光器自身的缺陷暴露出来:一方面,由于半导体激光器外部光反馈所引起的驰豫振荡,造成输出激光混沌信号的频谱不平坦和带宽受限;另一方面,由于外部光反馈是一种线性反馈,导致输出的激光混沌信号暗含周期性,而这种周期性可以通过自相关函数、延时互信息和排列熵等方法提取出时延标签。激光混沌信号这两个缺陷的存在严重限制了其在各个领域的应用,例如,在安全保密通信应用中,其安全性降低且通信速率受限;在高速随机数生成应用中,随机数的随机性和提取速率降低;在激光雷达应用中,识别分辨率和准确度降低;在光时域干涉仪应用中,测量精度下降。因此,实现激光混沌信号的时延标签抑制和带宽增强技术具有重要的研究意义。针对传统外腔反馈半导体激光器的缺点,本文利用具有非线性滤波特性的微环谐振器取代反射镜,将半导体激光器与选取的单环谐振器、并联耦合双环谐振器和并联耦合三环谐振器这三种代表性结构构成外腔反馈半导体激光器,并详细研究了激光器的泵浦电流、反馈强度、反馈时延和微环谐振器的可控参数对输出混沌信号时延标签和带宽的影响。研究结果表明:基于微环滤波的外腔反馈半导体激光器可以在一个广泛的参数空间范围内同时实现激光混沌信号时延标签的完全抑制和有效带宽的增强。此外,将基于并联耦合三环谐振器的外腔反馈半导体激光器作为随机数物理熵源,研究分析了输出激光混沌信号在高速随机数生成方面的应用。通过单比特随机数提取和多比特随机数提取的后处理方法分别实现了3Gbit/s的实时随机数生成和200Gbit/s的离线随机数生成,并且全部通过NIST的15项测试,验证了该激光混沌系统用于产生高速随机数的可行性。

关键词：激光混沌信号半导体激光器微环谐振器随机数

基于光频梳的OFDM复用光纤传输系统实验研究

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基于光频梳的OFDM复用光纤传输系统实验研究

作者：张增杰电子科技大学

学位级别：硕士

移动端手机流量业务的急速发展和人们对于互联网宽带应用的爆炸式需求,使得超大容量长距离光纤骨干网传输系统越来越成为光纤通信领域研究的热点。光频梳由许多具有恒定模式间隔和超低相位噪声的等距光谱线组成,可以作为大容量传输的理... 详细信息

移动端手机流量业务的急速发展和人们对于互联网宽带应用的爆炸式需求,使得超大容量长距离光纤骨干网传输系统越来越成为光纤通信领域研究的热点。光频梳由许多具有恒定模式间隔和超低相位噪声的等距光谱线组成,可以作为大容量传输的理想光源,能够极大地提高单根光纤的传输容量,充分利用光纤传输的有限可用带宽。相干光正交频分复用技术把高速的串行数据流转换为一系列低速、正交数据流,系统接收机灵敏度高、频谱效率高、抵抗光纤色散和信号处理中计算复杂度低等优点。本文研究了相干光正交频分复用技术理论,并对基于常规电光调制器和微环谐振器等方式产生光频梳在大容量光纤传输系统中的应用进行深入研究。1.本文介绍相干光OFDM技术的发展与优势,介绍基于光频梳的Tb/s超大容量光传输系统的国内外研究现状,总结了近些年来基于芯片级光频梳作为高密度激光载波的高速光传输系统。2.阐述了相干光OFDM信号的基本原理与功能模块分析,理论分析通过插入导频子载波等方式进行相位噪声补偿、频偏补偿等数字信号处理技术。实验测试了采用16QAM映射的比特速率为68Gb/s的光OFDM信号传输100km标准单模光纤时误码率对光信噪比关系曲线,得到实验室光纤传输系统与理论曲线相比的实验代价。3.理论分析光相位调制器与光强度调制器的工作原理,理论分析并实验验证射频正弦信号驱动单个光相位调制器与光强度调制器产生多载波,传输实验使用单个光强度调制器产生多载波传输采用16QAM映射的233Gb/s光OFDM信号,经过传输100km标准单模光纤后每个通道所测得的最低BER值都低于7%EFC解码门限。4.深入探究了基于微环谐振器产生光频梳机制,并首次演示了使用克尔频率梳工作在低噪声状态下的相干光OFDM传输5通道4QAM映射的光OFDM信号传输100km标准单模光纤,总比特率为136.0Gb/s。证实了芯片级微环谐振器中产生的克尔频率梳支持高比特率OFDM传输的能力,显示了其应用的潜力,例如用于长距离传输和光接入网络的集成发射器设备。

关键词：光纤通信相干光正交频分复用数字信号处理光频梳微环谐振器

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硅基光子交换芯片的稳定性研究

硅基光子交换芯片的稳定性研究

作者：黄维电子科技大学

学位级别：硕士

硅基光子交换芯片作为未来片上光网络的核心器件,已成为光通信技术领域的研究热点,而一个值得关注的问题是如何使光子交换芯片始终保持在稳定工作状态。本文通过理论和仿真分析控制电极的电光和热光特性,提出一种可使光交换芯片稳定工... 详细信息

硅基光子交换芯片作为未来片上光网络的核心器件,已成为光通信技术领域的研究热点,而一个值得关注的问题是如何使光子交换芯片始终保持在稳定工作状态。本文通过理论和仿真分析控制电极的电光和热光特性,提出一种可使光交换芯片稳定工作的反馈控制装置,并结合硅基马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer, MZI)和微环谐振器(Micro-Ring Resonator, MRR)两种光子交换芯片的特点提出了相应的解决方案。实验测试了基于MZI的16×16交换芯片的驱动电路和性能,完成了 4×4硅基光子交换芯片的反馈稳定实验。本论文的主要工作内容和创新如下:1.详细地描述了硅基马赫-曾德尔干涉仪和微环谐振器两种光子交换芯片的控制电极结构和开关控制过程,理论和仿真分析了控制电极的电光和热光特性,提出一种可使光交换芯片稳定工作的反馈控制装置,即通过监测芯片的输出功率或隔离度等性能来反馈控制热控电压值,同时弥补芯片加工的工艺误差。2.通过分析MZI和MRR光开关单元的温度敏感特性,提出了基于隔离度性能的MZI光开关反馈控制方案和基于输出光功率的MRR光开关反馈控制稳定方案。重点分析了加热电阻对MZI光开关的温度补偿作用,研究结果表明,外界温度增加会减小加热电阻的阻值,这是影响MZI光开关稳定性的主要因素。3.根据MZI光开关单元的工作原理,研究了光开关过程中载流子浓度变化和PIN电极热效应对波导折射率的影响,结合光分组交换应用场景,通过考察热量的累积效应分析了光开关驱动电压与分组保护间隔之间的匹配特点,传统光开关驱动方式适合于较长的光分组格式。4.研发了 MZI光交换集成芯片的驱动电路,编写了控制程序,在测试4×4 MZI交换芯片的温度依赖性基础上,开展了反馈控制的稳定实验。研究表明,当温度从28℃变化到50℃时,光开关的反馈电压在0.76V～0.9V之间,输出光功率的变化可控制在O.1dB以内。此外,根据国家863项目任务要求,还完成了 16×16交换芯片驱动电路和性能测试实验。

关键词：光子交换芯片马赫-曾德尔干涉仪微环谐振器载流子色散热光效应反馈控制技术

在光片上网络中基于波分复用的热光效应的量化分析

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在光片上网络中基于波分复用的热光效应的量化分析

作者：王棚重庆大学

学位级别：硕士

随着人们生活需求的不断丰富化和生活品质的不断提升,传统的单核总线式的结构已经难以满足人们对更优的处理性能和更稳定的处理能力的需求。商业以顾客为主,产品以需求至上,人们的需求变化倒逼着芯片技术的不断进步和发展。伴随着多核... 详细信息

随着人们生活需求的不断丰富化和生活品质的不断提升,传统的单核总线式的结构已经难以满足人们对更优的处理性能和更稳定的处理能力的需求。商业以顾客为主,产品以需求至上,人们的需求变化倒逼着芯片技术的不断进步和发展。伴随着多核系统中片上集成度的不断增加,片上网络(Network on Chip,NoC)慢慢地进入了人们的视线,它以片上网络互连的通信方式突破了传统高频率单核的通信方式在延迟、带宽和功耗等方面的瓶颈,显著提升了处理器的性能。但是,随着集成度的进一步增加,传统的片上网络由于其金属互连的方式所固有存在的寄生效应使得它数据传输、功耗、同步和可重用性方面出现了功能性的混乱,严重时甚至会致使整个电路瘫痪。因此,以光互连为基础的光片上网络(Optical Network on Chip,ONoC)在此时应运而生。光互连片上网络以其高通信带宽、低延迟、低功耗和低占地面积等特点成为了最有希望替代传统电互连片上网络的片上通信模式中的一员。然而,光片上网络的提出是得益于硅光子技术和片上光器件的突破性发展,作为光器件,热敏性是片上光器件的固有属性之一,其的性能受温度的影响会出现一定的起伏,进而影响光片上网络的性能和应用范围。因此,在光片上网络的研究中,温度对其性能的影响是其研究过程中不可或缺的一环。微环谐振器是光片上网络中各个片上光器件的基本组成元素之一。在光片上网络的通信过程的各个环节都有着微环谐振器的身影,在片上激光器中它可以辅助激光器选择要发射的光源,在片上光路由器中它被用来去实现光信号的转向,在片上光调制器中它可以辅助调制器将光转化为标准的信号光。同时,它也是各个片上光器件的热敏性的来源。微环谐振器由于制成材料的影响使得它天生就对温度较为敏感,从而具有较为显著的热光效应。它是研究光片上网络的热光效应最重要的环节之一。因为对于微环谐振器而言,它的基本工作就是实现固定波长的光的选择和重定向功能,这就需要促使其能正常工作的谐振波长具有较强的不变性。然而,微环谐振器的谐振波长在其环境温度改变时会发生热漂移现象,从而使得其原有的工作机制被打破,进而影响片上光器件以及光片上网络的性能。故而,欲增强光片上网络的热稳定性,研究它的热光效应是达到这一目的的必经之路,而微环谐振器的热光效应则是其中最为关键的一步。在文章中,微环谐振器的热光效应被系统地学习并分析了,并通过建立相应的热光效应模型对温度对其谐振波长和光能量损耗的影响进行了定量的描述。对于两种不同的微环谐振器的不同属性,相应的公式关系模型被提出了。首先是关于两种结构均能适用的微环谐振器的谐振波长和温度之间关系模型,接着是针对平行直波导微环谐振器的光损耗和温度之间的关系模型。对于交叉直波导微环谐振器而言,文章系统地提出了一个描述两种微环谐振器结构的光损耗之比与温度之间的关系的变化模型,这在一定程度上弥补了对交叉直波导微环谐振器的光损耗随温度变化的研究的不足。文中的三种关系模型均被采用的是专业的光学仿真方法进行了专业而又系统的验证。在光片上网络的不同领域,它们可以被广泛的应用于精准而有效的热光效应分析中。

关键词：热光效应光片上网络微环谐振器波分复用