Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu thiết kế linh kiện tích hợp quang tử trên nền vật liệu SOI cho hệ thống ghép kênh phân chia theo mode

Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật "Nghiên cứu thiết kế linh kiện tích hợp quang tử trên nền vật liệu SOI cho hệ thống ghép kênh phân chia theo mode" trình bày tổng quan về sự truyền sóng sánh sáng trong các linh kiện quang tử MDM nền SOI; Thiết kế linh kiện quang tử ghép/tách nhiều mode không phụ thuộc phân cực; Thiết kế linh kiện quang tử định tuyến lựa chọn mode MSR; Thiết kế linh kiện quang tử tạo đồng thời nhiều mode quang.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu thiết kế linh kiện tích hợp quang tử trên nền vật liệu SOI cho hệ thống ghép kênh phân chia theo mode HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG DƢƠNG QUANG DUY NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ LINH KIỆN TÍCH HỢP QUANG TỬ TRÊN NỀN VẬT LIỆU SOI CHO HỆ THỐNG GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO MODE LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Hà Nội – Năm 2022 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG DƢƠNG QUANG DUY NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ LINH KIỆN TÍCH HỢP QUANG TỬ TRÊN NỀN VẬT LIỆU SOI CHO HỆ THỐNG GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO MODE LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Chuyên ngành : Kỹ thuật điện tử Mã số: 9.52.02.03 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS. TS ĐẶNG HOÀI BẮC 2. TS TRƢƠNG CAO DŨNG Hà Nội – Năm 2022 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, các kết quả khoa học đạt đƣợc trong nội dung quyển Luận án này là thành quả của bản thân tôi đã thực hiện trong suốt thời gian làm nghiên cứu sinh. Các kết quả này đều có số liệu chính xác và trung thực, kèm theo các bằng chứng đã đƣợc kiểm duyệt. Tác giả Luận án Dƣơng Quang Duy ii LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến những ngƣời thầy đã cho tôi những kiến thức cơ bản cho một Nghiên cứu sinh tại ngôi trƣờng Học viện Công nghệ Bƣu Chính Viễn thông, Hà Đông, Hà Nội. Đặc biệt, thầy PGS. TS Đặng Hoài Bắc và thầy TS Trƣơng Cao Dũng là những ngƣời đã không ngừng động viên và hƣớng dẫn về chuyên môn để tôi hoàn thành tốt đẹp nội dung quyển Luận án Tiến sĩ này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn thầy PGS. TS Nguyễn Tấn Hƣng, ngƣời đã giúp đỡ tôi tận tình trong thời gian tôi làm nghiên cứu sinh tại Đà Nẵng. Tôi xin cảm ơn các anh chị em tại Học Viện Công nghệ Bƣu Chính Viễn thông đã hỗ trợ tôi trong suốt thời gian tôi lƣu trú và học tập tại trƣờng. Em xin cảm ơn gia đình thầy Trƣơng Cao Dũng đã động viên, giúp đỡ em trong thời gian em học tập và nghiên cứu tại Hà Nội. Xin cảm ơn bạn bè và gia đình thân yêu, con cảm ơn Mẹ đã luôn ủng hộ và động viên con trong gần bốn năm con làm Nghiên Cứu Sinh. Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Tác giả luận án Dƣơng Quang Duy iii MỤC LỤC Danh mục các ký hiệu ............................................................................................... vi Danh mục các chữ viết tắt ....................................................................................... viii Danh mục các hình (hình vẽ, ảnh chụp, đồ thị..) ........................................................x Danh mục các bảng, biểu ........................................................................................ xiv MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 Đối tƣợng và mục tiêu nghiên cứu .......................................................................... 4 Các kết quả đạt đƣợc ............................................................................................... 5 Tổ chức luận án ....................................................................................................... 6 CHƢƠNG 1 ................................................................................................................8 TỔNG QUAN VỀ SỰ TRUYỀN SÓNG SÁNH SÁNG TRONG CÁC LINH KIỆN QUANG TỬ MDM NỀN SOI ....................................................................................8 1.1 Tổng quan về một hệ thống thông tin quang .................................................... 8 1.1.1 Các kỹ thuật ghép kênh cơ bản trong thông tin quang ..............................8 1.1.2 Hệ thống thông tin quang MDM .............................................................11 1.2 Sự truyền sóng ánh sáng trong môi trƣờng định hƣớng.................................. 12 1.2.1 Sự tồn tại các phân cực của ánh sáng trong môi trƣờng dẫn sóng ..........13 1.2.2 Các phƣơng pháp mô phỏng sự lan truyền của ánh sáng ........................15 1.3 Linh kiện quang tử nền SOI ............................................................................ 20 1.3.1 Cấu trúc dẫn sóng cho linh kiện quang tử ...............................................20 1.3.2 Hiệu ứng quang-nhiệt trong dẫn sóng SOI ..............................................22 1.4 Một số linh kiện quang tử nền SOI cơ bản ..................................................... 23 1.4.1 Linh kiện giao thoa đa mode MMI ..........................................................23 1.4.2 Linh kiện chữ Y .......................................................................................27 1.4.3 Các thông số đánh giá hiệu năng của linh kiện quang tử ........................32 1.5 Kết luận Chƣơng 1 .......................................................................................... 33 CHƢƠNG 2 ..............................................................................................................35 iv THIẾT KẾ LINH KIỆN QUANG TỬ GHÉP/TÁCH NHIỀU MODE KHÔNG PHỤ THUỘC PHÂN CỰC ................................................................................................35 2.1 Linh kiện ghép/tách hai mode không phụ thuộc phân cực trên cơ sở các linh kiện giao thoa đa mode ...