基于硅基微环光学参量振荡器的全光时钟提取技术研究

基本信息
批准号:61505021
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:文峰
学科分类:
依托单位:电子科技大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张静,周星宇,耿勇,张中一,王利辉,万晴瑶
关键词:
微环谐振器光学参量振荡器全光时钟提取光纤通信模式锁定
结项摘要

With the increase of the system bandwidth of optical fiber communication networks, the all-optical clock recovery technology with the ultrahigh processing bandwidth will play an important role in core switching nodes of backbone networks. Silicon photonic functional devices with high integration and low power consumption can be achieved due to the development of the photonic integration technology. By combining the passive filtering and the active oscillation schemes, the optical parametric oscillation in silicon microring resonators (MRR-OPO) is proposed for the all-optical clock recovery: (1) the parametric oscillation theory is established in the resonant structure to optimize the all-optical clock recovery chip; (2) the all-optical clock recovery based on the MRR-OPO is obtained by achieving the mode locking, optimizing the MRR filter, using the parametric feedback technology; (3) the parametric oscillation mechanism and the clock recovery scheme are tested in a 40Gb/s signal transmission system. The MRR-OPO-based all-optical clock recovery with high integration and low cost extends the application field of the MRR device. The new clock recovery device can seamlessly integrate with the silicon photonic switching chip, and will be widely used in optical switching nodes of optical fiber communication networks.

随着光纤通信系统速率的快速提升,具有高速信号处理能力的全光时钟提取技术将在骨干网络核心交换节点中起到重要作用。伴随着硅光子集成技术的日益成熟,开发集成度高、低功耗的光子功能器件已成为可能。本课题将无源滤波和有源振荡时钟提取方式有机结合,提出在硅基微环光学参量振荡器(MRR-OPO)中开展全光时钟提取研究工作:(1)建立谐振结构中的参量振荡理论模型,为设计优化全光时钟提取芯片提供理论支持;(2)从锁模机制、优化滤波、参量反馈三个方面开展基于MRR-OPO的全光时钟提取芯片研究;(3)搭建40Gb/s信号收发系统,实验验证参量振荡机理和时钟提取方案的正确性。开展基于MRR-OPO的全光时钟提取技术研究,扩展了现有MRR器件的应用领域,有助于提高时钟提取器件的集成度、降低处理成本。本课题研究的时钟提取芯片能够与硅光子交换芯片无缝集成,作为构建光通信系统交换节点的核心功能器件,展现出巨大应用潜力。

项目摘要

随着光纤通信系统速率的快速提升,具有高速信号处理能力的全光时钟提取技术将在骨干网络核心交换节点中起到重要作用。本项目将无源滤波和有源振荡时钟提取方式有机结合,提出在硅基微环(MRR)结构中实现光学参量振荡,并开展全光时钟提取应用研究。项目从线性MRR时钟提取芯片的理论和实验研究入手,分析器件参数优化对时钟提取性能的影响,并在光学微腔结构中开展了四信道全光时钟恢复。项目进一步在波导型和光纤型参量振荡结构中讨论注入锁定模式下的全光时钟提取,完成高阶调制信号的时钟恢复和数据再生功能。为扩展模式锁定方式,项目研究了非线性光环镜(NOLM)的功率振荡原理及其锁模机制,实现了基于NOLM的时钟提取功能,并进一步开展了多电平信号再生和磁场传感应用探索。本项目研究成果可应用于波分复用光网络中的信号处理环节,时钟恢复展现出较强的劣化信息抑制能力,满足信号再生、光交换等实际功能应用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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