《基於矽光微環調製器的超寬頻脈衝產生與調製技術研究》是依託哈爾濱工業大學，由徐科擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於矽光微環調製器的超寬頻脈衝產生與調製技術研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：徐科
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
用於產生並調製脈衝超寬頻（UWB-IR）信號的光電子器件是發展下一代個人局域無線通信系統的核心。當前用光學方法產生和調製超寬頻脈衝尚處在基於分立器件的研究階段，器件尺寸大，功耗高，成本高。本項目將矽光子集成技術套用到微波光子學領域，利用矽基微環調製器頻率鑑別和高速調製的特點，在同一個微環上同時實現脈衝生成和調製。通過設計以微環諧振腔為核心部分的矽基納米光波導，實現相位調製到強度調製的轉換，從而產生一階和高階UWB-IR信號。在此基礎之上對微環諧振腔進行參雜，最佳化參雜濃度和電極設計，使其實現＞20Gbit/s的高速調製。參雜的微環諧振腔作為核心部分既實現了UWB-IR的產生，又作為超寬頻脈衝調製器實現強度和相位的調製。本項目的開展包括理論驗證，器件設計，器件製備和系統測試。該課題的研究將為我國發展下一代無線超寬頻技術提供原理論證和關鍵技術實現。
結題摘要
本項目針對片上脈衝超寬頻（UWB-IR）信號的光學產生與調製問題開展了研究，得到了以下幾個方面的研究成果：（1）我們研究了基於片上光路產生高階高斯脈衝超寬頻信號的機理，首次提出了利用多個微環調製器和延時光路產生二階、三階、四階高斯脈衝超寬頻的新方法；（2）通過對有源區波導的設計與最佳化，實現了消光比高（＞20 dB），工作波長可調（調諧範圍＞FSR）、調製速率高（100 Gbit/s）的矽基微環調製器；（3）利用非對稱高斯光脈衝的延遲與疊加，首次通過單片集成的矽基光波導及鍺探測器獲得了二階、三階高斯脈衝超寬頻信號，晶片尺寸小於0.6 mm×2 mm，這也是首個高階高斯脈衝超寬頻產生的矽光子晶片；（4）研究了微環諧振波長的高速調製機理，提出了一種同時實現脈衝超寬頻產生於調製的新方法，並首次實現了這兩種功能的集成，使微環調製器在產生一階高斯脈衝信號的同時能夠進行2.5 Gbit/s強度和相位調製。 在本項目的支持下共發表學術論文24篇，其中包括Photonics Research, Journal of Lightwave Technology, Optics Letters, Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, Optics Express 等16篇SCI期刊論，以及8篇EI會議論文。
