专利名称：基于无源环形谐振腔与ofdm技术的光域信号延时系统的制作方法
技术领域：
本发明属于光信息处理领域，具体涉及一种光域信号延时系统。
背景技术：
如今，随着高速接入网、移动电话数据服务、多媒体广播系统和为了网格计算与远程存储的大容量数据网络等服务的发展，通信系统的可用带宽正在接受极大的考验。而光通信系统能够在数千公里的传输距离中支持Tb/s量级的容量，从而使之成为大容量传输系统的基础架构。然而，电子器件已经开始成为大容量高速传输网络中的瓶颈，低速的电子器件限 制了光通信系统的容量。全光通信网络使用高速光器件代替电子器件，摆脱了电子器件的限制，进一步提高光通信系统的容量。其中光延时器件是全光网络的一个重要组成部分。如图I所示的无源环形谐振腔慢光延时特性性能显著，具有体积小、结构简单、易于集成等优点，是光延时器件的最佳选择。但是受到环形谐振腔带宽影响，仅能用于对低速率的信号产生延时。高速率信号通过谐振腔之后虽然会产生一定的延时，但是信号会有较大的畸变。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，可以通过较高速率信号的光域信号延时系统。本发明提出的光域信号延时系统(即光域延时信号的产生系统)，其结构如图2所示，包括I个半导体环形谐振腔、I个直波导和I个OFDM系统。该环形谐振腔和直波导都可由硅基半导体制备得到，从而集成在单片集成光路中。光通信系统中OFDM系统技术已较为成熟，结构简单，也易于集成到单片半导体上。半导体环形谐振腔中同时存在多个谐振频率,谐振频率间隔」f由光速C，环形谐振腔的材料折射率/ 和谐振腔的周长L共同决定￥ = c I ,环形腔谐振频率f满足L = me / / ,其中为正整数；
所述OFDM信号通过所述直波导耦合进入半导体无源环形谐振腔，其中OFDM信号子载波频率均为谐振腔谐振频率；由于环形谐振腔会对所有谐振频率附近一定带宽的光信号会产生相同的延时效果，因此对OFDM所有子载波上的信号同时产生相同的延时信号，即对整个OFDM信号产生了延时效果；最后，延时信号通过直波导耦合出环形谐振腔。环形谐振腔的慢光延时效应分布在以谐振频率为中心的一定频率带宽内，而环形谐振腔有多个周期排列的谐振频率，并且所有谐振频率周围带宽内的滤波特性都一样。因此，可以利用OFDM技术产生的多个子载波分别携带小于谐振腔带宽的信号，其中子载波频率均对应于谐振频率，将OFDM信号通过与环形谐振腔相耦合的直波导就可以得到具有慢光效应的光OFDM信号。本方案与单独使用环形谐振腔作为光延迟器件的区别在于，将OFDM技术与环形谐振腔结合，利用谐振腔具有多个谐振频率的特性，使用子载波频率与谐振频率相对应的OFDM调制技术进行信号的调制、传输与解调，可使得具有相同延时光信号的带宽是环形谐振腔光延迟器件带宽的数倍，该倍数由使用的OFDM子载波数目决定。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明具有以下的优越性
I)可以对高速光信号进行延时处理。2)信号带宽由OFDM系统产生的子载波数目决定，易于调节。3)可以将整套延时方案集成于单片半导体上，适用于未来的集成光路。本发明适用于全光信息处理领域，可用于改善光延时信号产生方法。
图I为环形谐振腔与直波导耦合结构图。图2为本发明基于环形谐振腔和OFDM技术的光域信号延时系统结构图。图3为谐振腔插入损耗的频域分布图。图4为谐振腔群折射率的频域分布图。图5为193. 56THz载波信号经过谐振腔与仅经过直波导的延时对比图。图6为OFDM系统结构图。图7为OFDM信号频谱图。图8为193. 556THZ载波信号经过谐振腔与仅经过直波导的延时对比图。图9为193. 558THZ载波信号经过谐振腔与仅经过直波导的延时对比图。图10为193. 564THZ载波信号经过谐振腔与仅经过直波导的延时对比图。
具体实施例方式下面将根据本发明提出的基于无源环形谐振腔和OFDM技术的光域延时系统，完整地描述具体实施过程。本发明的光域延时系统如下
系统结构如图2所示，包括I个半导体无源环形谐振腔和I个OFDM系统，OFDM信号通过一段直波导与环形谐振腔耦合。如图I所示的谐振腔与直波导结构的传输函数可以表达为
权利要求
1.一种光域信号延时系统，其特征在于结构包括1个半导体无源环形谐振腔、I段直波导和I个OFDM信号产生系统；半导体环形谐振腔中同时存在多个谐振频率，谐振频率间隔』/由光速C，环形谐振腔的材料折射率和谐振腔的周长L共同决定4/ =CinL ,环形腔谐振频率f满足:￡ =挪e/ tf ,其中仿为正整数； 所述OFDM信号通过所述直波导耦合进入半导体无源环形谐振腔，其中OFDM信号子载波频率均为谐振腔谐振频率；由于环形谐振腔会对所有谐振频率附近一定带宽的光信号会产生相同的延时效果，因此对OFDM所有子载波上的信号同时产生相同的延时信号，即对整个OFDM信号产生了延时效果；最后，延时信号通过直波导耦合出环形谐振腔。
2.如权利要求I所述的光域信号延时系统，其特征在于OFDM系统，OFDM子载波频率与谐振腔谐振频率相对应。
全文摘要
本发明属于光信息处理技术领域，具体为一种基于无源环形谐振腔与OFDM技术的光域信号延时系统。该系统主要由一个半导体无源环形谐振腔和OFDM系统组成，根据环形谐振腔慢光延时特性对OFDM信号进行滤波即可产生数倍于环形谐振腔带宽的光延时信号。本发明产生的信号延迟时间由环形谐振腔决定，带宽由OFDM信号以及环形谐振腔共同决定；产生的延时信号失真小，带宽高，实用性强。本发明所提出的器件结构简单，尺寸微小，在未来的光路集成(PIC)技术中有很好的应用前景。
文档编号H04L27/26GK102780671SQ201210241760
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者张自然, 朱江波, 迟楠 申请人:复旦大学