基于钛扩散铌酸锂波导的电光ROADM的研究

随着光网络的全光化及智能化进程地不断深入,可重构光分插复用器(ROADM)在光网络节点中的重要作用逐渐凸显出来。ROADM可实现对DWDM光信号波长级别的任意上下路,它支持波长级业务的开展,可通过网管系统进行远程配置,便于网络规划及维护。ROADM的使用给网络的运营带来了更多的业务开展便利和运营成本的降低。目前ROADM的主流技术为光开关阵列和波长复用/解复用器组合的方案,存在响应速度慢、可扩展性和可重构性差的缺陷。而基于可调谐滤波器的实现方案由于其串扰较大、难以同时下路多个波长,仍然停留在实验室研究阶段。针对以上问题,论文提出了基于钛扩散铌酸锂波导的、以电光效应为调谐手段的ROADM。论文的主要工作及创新点体现在以下几个方面。提出了基于钛扩散铌酸锂波导电光调谐的ROADM结构,以叉指电极产生折射率周期调制光栅,诱发钛扩散铌酸锂波导内偏振模式转换,以相移电极实现调谐,结合集成的偏振分束波导,实现分插复用功能。较同类技术相比,具有响应速度快、调谐范围宽、上下路线宽窄、串扰低、可同时下载多个波长的优势。论文将声光可调谐滤波器的切趾方式移植到电光ROADM中,提出了多种对电光ROADM上/下路输出光谱的切趾方法,可以获得很好的旁瓣抑制(30 dB以下)。提出了多种调节ROADM上/下路输出光谱半极大值全带宽(FWHM)的方法,可以对FWHM进行微调或成倍的扩宽,在不改变电极结构的情况下实现100 GHz与200 GHz信道间隔的DWDM系统间自由切换。提出以正/余弦函数加权分立叉指电极电压实现波长调谐的方法,该调谐方式避免了较高电压的相移电极的使用,简化了电极结构和电路设计,具有调谐范围宽、调谐电压小的优势。提出了调谐范围内任意双波长同时下载的叉指电极电压配置方案。在此基础上,论文提出了四波长、八波长等多波长下载方案,以上方案都可同时实现切趾。提出了多种叉指电极和相移电极的组合结构,各结构具有不同的功能应用。提出了一种只含两个叉指电极的结构,可实现不等带宽梳状滤波器功能。提出了一种分立电极电压的配置方式,可实现对下路波长的顶端平坦滤波功能,改善了可调谐滤波器型ROADM对波长过于敏感,顶端不平坦的状况。