【摘 要】
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在大数据的时代背景下,数据流量急剧增长,提高宽带速度的需求越加强烈,这些对于目前的通信网络来说既是挑战也是机遇,光通信网络正朝着低成本、高速度、大容量的目标前进。伴
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在大数据的时代背景下,数据流量急剧增长,提高宽带速度的需求越加强烈,这些对于目前的通信网络来说既是挑战也是机遇,光通信网络正朝着低成本、高速度、大容量的目标前进。伴随着云计算、高清视频以及物联网等技术的快速发展,光传送网已经从曾经的1Gbits/s、10Gbits/s发展到如今广泛运用的40Gbits/s以及正在蓬勃发展的100Gbits/s,且从10Gbits/s发展到100Gbits/s仅用了短短几年的时间。促使100Gb/s光网络快速发展的关键因素是其标准化的编解码方式——基于相干接收的双偏振正交相移键控调制技术(PM-QPSK),其中偏振分离器、偏振分离转换器是构成相干接收器的关键器件。本文提出了可用于相干光通信系统的两种硅基偏振分离转换器件,以及一种可构成偏振路由的偏振切换器件。首先,在简要概述了硅基偏振分离转换器件以及可切换偏振器件的基本理论和数值计算方法的基础上,根据理论分析,针对于目前存在的硅基无源偏振分离转换器件中衬底与覆盖层折射率必须采用不同材料的局限性,提出了能使用相同衬底与覆盖层的两种偏振分离转换器件：(1)脊波导耦合偏振分离转换器。器件总长度为24微米,偏振转换效率(Polarization Conversion Efficiency, PCE)可达98%；(2)L型波导与条波导耦合偏振分离转换器。耦合区长度35.5微米,在1500nm到1600nm带宽范围内消光比高于12dB。并基于上述偏振转换的思路,提出了一种可切换偏振器,它通过调节外加信号达到自由切换输出端口偏振状态的目的。通过数值分析各个模式在器件中的传输特性以及结构参数的影响,在1500nm到1600nm波段,仿真结果表明该器件的偏振消光比能达到15dB以上,两种工作状态下对应于TE0/TM0偏振的损耗分别为0.18dB/0.19dB和0.22dB/0.16dB。
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