《光纖通信網路新型慢光快取器的機理、器件及套用研究》是依託北京大學，由郭弘擔任負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：光纖通信網路新型慢光快取器的機理、器件及套用研究
- 項目負責人：郭弘
- 項目類別：重點項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於全光分組交換技術的全光網路是海量通信網路發展的必然趨勢，其中，作為全光分組交換網關鍵部件的光快取器是全光網路的重要基礎。如何實現小尺度、可集成、光學可控及室溫工作的光快取器是目前迫切需要解決的關鍵問題。根據上述重大套用需求，本項目將深入探索基於材料色散和波導結構色散兩種機制的慢光產生、調控及光存儲的物理機理，為基於慢光機制光快取器的設計和研發提供理論指導和支持；通過理論建模、數值仿真、參數最佳化與實驗驗證相結合的方法，研發工作在通信波長、基於低維量子材料半導體光放大器和10-20微米量級的有源微環腔的慢光器件。結合上述在物理原理、材料生長及器件研發方面的進展和成果，進一步研製出粗調-微調相結合的靈活的光快取器，並將其套用於實際光通信網路平台並開展演示驗證實驗。該課題的預期成果，對最終實現全光通信網光分組交換的重大套用需求，以及在更深層面了解光子操控的機理，都具有十分重大的意義。
結題摘要
本項目對慢光快取器及其在光通信網路中的套用進行了理論與實驗研究，在光快取物理機理和控制手段、基於微環結構的光快取器件以及光快取在光網路中的套用等方面取得了進展，主要結果如下： 1. 提出了微波輔助相位控制的光速調控模型。通過微波場和光場的共同作用，可以利用相位控制靈活調控介質的快慢光學特性，同時，該模型對於材料具有一定的普適性，能夠套用於多種介質材料中。 2. 研究了脈衝形狀對時延大小的影響，提出了控制方案並進行了實驗驗證。結果表明，對於不同的套用場景，應根據實際要求選擇不同的脈衝形狀以獲得最好的延遲效果。同時，課題組還給出了主要套用場景下的最佳化脈衝形式，並完成了實驗驗證。 3. 完成了有源微環群延遲特性的理論推導、器件製備和實驗驗證，實驗測試表明，其群折射率達到200以上。完成了無源微環群延遲特性的理論推導、器件製備和實驗驗證，微環延時器件的時延可達100ps@5Gbps。 4. 基於微環延時器，提出了一種新型十進制光快取結構。該快取使用一個控制單元和3個環路，可以實現從1倍到999倍最小快取單元的可調諧時延。這種大動態範圍，精細粒度調諧的光快取結構在光交換中非常具有套用價值。 5. 完成了具有光快取器的分組交換光網路的仿真，並評估了快取器的影響，提出了一種基於慢光快取的光突發交換信道調度方案，可提高光快取器的使用效率。 本項目執行期間，發表SCI論文79篇，包括Laser Phys. Lett. 2篇，Opt. Lett. 8篇，Opt. Express 4篇，IEEE Commun. Mag. 1篇，Phys. Rev. A/E 7篇，J. Lightwave Technol. 6篇，IEEE Photonics Technol. Lett. 8篇，IEEE J. Quantum Elect. 3篇，J. Phys. B 3篇，Opt. Commun. 14篇；申請發明專利2項 (受理中)。項目執行期間，培養了國家傑出青年科學基金項目負責人1人，國家863主題專家組組長1人，教育部新世紀優秀人才1人，國際無線電聯盟青年科學家獎獲得者1人，培養了博士6人，碩士13人。
