專利名稱：基于無源環(huán)形諧振腔與ofdm技術的光域信號延時系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于光信息處理領域，具體涉及一種光域信號延時系統(tǒng)。
背景技術：
如今，隨著高速接入網(wǎng)、移動電話數(shù)據(jù)服務、多媒體廣播系統(tǒng)和為了網(wǎng)格計算與遠程存儲的大容量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡等服務的發(fā)展，通信系統(tǒng)的可用帶寬正在接受極大的考驗。而光通信系統(tǒng)能夠在數(shù)千公里的傳輸距離中支持Tb/s量級的容量，從而使之成為大容量傳輸系統(tǒng)的基礎架構。然而，電子器件已經(jīng)開始成為大容量高速傳輸網(wǎng)絡中的瓶頸，低速的電子器件限 制了光通信系統(tǒng)的容量。全光通信網(wǎng)絡使用高速光器件代替電子器件，擺脫了電子器件的限制，進一步提高光通信系統(tǒng)的容量。其中光延時器件是全光網(wǎng)絡的一個重要組成部分。如圖I所示的無源環(huán)形諧振腔慢光延時特性性能顯著，具有體積小、結構簡單、易于集成等優(yōu)點，是光延時器件的最佳選擇。但是受到環(huán)形諧振腔帶寬影響，僅能用于對低速率的信號產(chǎn)生延時。高速率信號通過諧振腔之后雖然會產(chǎn)生一定的延時，但是信號會有較大的畸變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單，可以通過較高速率信號的光域信號延時系統(tǒng)。本發(fā)明提出的光域信號延時系統(tǒng)(即光域延時信號的產(chǎn)生系統(tǒng))，其結構如圖2所示，包括I個半導體環(huán)形諧振腔、I個直波導和I個OFDM系統(tǒng)。該環(huán)形諧振腔和直波導都可由硅基半導體制備得到，從而集成在單片集成光路中。光通信系統(tǒng)中OFDM系統(tǒng)技術已較為成熟，結構簡單，也易于集成到單片半導體上。半導體環(huán)形諧振腔中同時存在多個諧振頻率,諧振頻率間隔」f由光速C，環(huán)形諧振腔的材料折射率/ 和諧振腔的周長L共同決定￥ = c I ,環(huán)形腔諧振頻率f滿足L = me / / ,其中為正整數(shù)；
所述OFDM信號通過所述直波導耦合進入半導體無源環(huán)形諧振腔，其中OFDM信號子載波頻率均為諧振腔諧振頻率；由于環(huán)形諧振腔會對所有諧振頻率附近一定帶寬的光信號會產(chǎn)生相同的延時效果，因此對OFDM所有子載波上的信號同時產(chǎn)生相同的延時信號，即對整個OFDM信號產(chǎn)生了延時效果；最后，延時信號通過直波導耦合出環(huán)形諧振腔。環(huán)形諧振腔的慢光延時效應分布在以諧振頻率為中心的一定頻率帶寬內(nèi)，而環(huán)形諧振腔有多個周期排列的諧振頻率，并且所有諧振頻率周圍帶寬內(nèi)的濾波特性都一樣。因此，可以利用OFDM技術產(chǎn)生的多個子載波分別攜帶小于諧振腔帶寬的信號，其中子載波頻率均對應于諧振頻率，將OFDM信號通過與環(huán)形諧振腔相耦合的直波導就可以得到具有慢光效應的光OFDM信號。本方案與單獨使用環(huán)形諧振腔作為光延遲器件的區(qū)別在于，將OFDM技術與環(huán)形諧振腔結合，利用諧振腔具有多個諧振頻率的特性，使用子載波頻率與諧振頻率相對應的OFDM調(diào)制技術進行信號的調(diào)制、傳輸與解調(diào)，可使得具有相同延時光信號的帶寬是環(huán)形諧振腔光延遲器件帶寬的數(shù)倍，該倍數(shù)由使用的OFDM子載波數(shù)目決定。由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出，本發(fā)明具有以下的優(yōu)越性
I)可以對高速光信號進行延時處理。2)信號帶寬由OFDM系統(tǒng)產(chǎn)生的子載波數(shù)目決定，易于調(diào)節(jié)。3)可以將整套延時方案集成于單片半導體上，適用于未來的集成光路。本發(fā)明適用于全光信息處理領域，可用于改善光延時信號產(chǎn)生方法。


圖I為環(huán)形諧振腔與直波導耦合結構圖。圖2為本發(fā)明基于環(huán)形諧振腔和OFDM技術的光域信號延時系統(tǒng)結構圖。圖3為諧振腔插入損耗的頻域分布圖。圖4為諧振腔群折射率的頻域分布圖。圖5為193. 56THz載波信號經(jīng)過諧振腔與僅經(jīng)過直波導的延時對比圖。圖6為OFDM系統(tǒng)結構圖。圖7為OFDM信號頻譜圖。圖8為193. 556THZ載波信號經(jīng)過諧振腔與僅經(jīng)過直波導的延時對比圖。圖9為193. 558THZ載波信號經(jīng)過諧振腔與僅經(jīng)過直波導的延時對比圖。圖10為193. 564THZ載波信號經(jīng)過諧振腔與僅經(jīng)過直波導的延時對比圖。
具體實施例方式下面將根據(jù)本發(fā)明提出的基于無源環(huán)形諧振腔和OFDM技術的光域延時系統(tǒng)，完整地描述具體實施過程。本發(fā)明的光域延時系統(tǒng)如下
系統(tǒng)結構如圖2所示，包括I個半導體無源環(huán)形諧振腔和I個OFDM系統(tǒng)，OFDM信號通過一段直波導與環(huán)形諧振腔耦合。如圖I所示的諧振腔與直波導結構的傳輸函數(shù)可以表達為
權利要求
1.一種光域信號延時系統(tǒng)，其特征在于結構包括1個半導體無源環(huán)形諧振腔、I段直波導和I個OFDM信號產(chǎn)生系統(tǒng)；半導體環(huán)形諧振腔中同時存在多個諧振頻率，諧振頻率間隔』/由光速C，環(huán)形諧振腔的材料折射率和諧振腔的周長L共同決定4/ =CinL ,環(huán)形腔諧振頻率f滿足:￡ =挪e/ tf ,其中仿為正整數(shù)； 所述OFDM信號通過所述直波導耦合進入半導體無源環(huán)形諧振腔，其中OFDM信號子載波頻率均為諧振腔諧振頻率；由于環(huán)形諧振腔會對所有諧振頻率附近一定帶寬的光信號會產(chǎn)生相同的延時效果，因此對OFDM所有子載波上的信號同時產(chǎn)生相同的延時信號，即對整個OFDM信號產(chǎn)生了延時效果；最后，延時信號通過直波導耦合出環(huán)形諧振腔。
2.如權利要求I所述的光域信號延時系統(tǒng)，其特征在于OFDM系統(tǒng)，OFDM子載波頻率與諧振腔諧振頻率相對應。
全文摘要
本發(fā)明屬于光信息處理技術領域，具體為一種基于無源環(huán)形諧振腔與OFDM技術的光域信號延時系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由一個半導體無源環(huán)形諧振腔和OFDM系統(tǒng)組成，根據(jù)環(huán)形諧振腔慢光延時特性對OFDM信號進行濾波即可產(chǎn)生數(shù)倍于環(huán)形諧振腔帶寬的光延時信號。本發(fā)明產(chǎn)生的信號延遲時間由環(huán)形諧振腔決定，帶寬由OFDM信號以及環(huán)形諧振腔共同決定；產(chǎn)生的延時信號失真小，帶寬高，實用性強。本發(fā)明所提出的器件結構簡單，尺寸微小，在未來的光路集成(PIC)技術中有很好的應用前景。
文檔編號H04L27/26GK102780671SQ201210241760
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權日2012年7月13日
發(fā)明者張自然, 朱江波, 遲楠 申請人:復旦大學