基于zemax的波长选择开关仿真与优化

来源 :中央民族大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hitsyl
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
波长选择开关(WSS—Wavelength Selective Switch)是新一代可重构光分叉复用(ROADM—Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer)光网络中的核心器件之一。基于硅基液晶(LCoS)的波长选择开关具有光谱灵活性高、插损低、信号处理能力强等显著优点,是近年来国际WSS技术发展的主要方向。目前的商用化WSS主要由Finisar等少数几家国外公司提供,其端口数一般小于1×20端口,主流产品的端口数为1×9端口,光谱分辨率10GHz。设法研制出具有高端口数和高光谱分辨率的WSS,能够有效降低ROADM光节点中所需WSS的数量,从而显著降低ROADM光网络的建设成本、能耗、故障率和运行维护成本,使光网络的全光信号处理能力和网络交换容量得到大幅度提升,同时有效降低我国在新一代光通信技术领域的贸易风险,具有重要的研究意义和实际应用价值。本文应用ZEMAX光学设计软件,通过对硅基液晶WSS光学系统内部的傅里叶透镜组、柱透镜组等光学部件和成像系统的优化,建立了 1×112端口的波长选择开关ZEMAX仿真模型,同时通过设置评价函数,优化光斑质量提高了硅基液晶(LCoS)上的像质以及波长分辨率。论文所完成的主要工作包括:(1)对波长选择开关的基本结构和工作原理进行了论述,对光纤微透镜阵列、傅里叶透镜组、透射光栅(复用/解复用器)以及硅基液晶芯片(由于ZEMAX没有相关功能,在仿真时用反射镜代替,不影响仿真结果的准确性)等构成波长选择开关的主要光学部件进行了分析。同时分析了波长选择开关的主要光学原理。(2)建立了较为完整的波长选择开关ZEMAX光学仿真系统。对ZEMAX中对波长选择开关的组成部件进行了模型建立和参数设置。通过设置反射镜的多重组态实现了对波长选择开关多端口输出的仿真。(3)利用所建立的ZEMAX光学仿真系统,对波长选择开关内部的傅里叶透镜组和成像光学系统进行迭代优化,得到了 1×112端口波长选择开关(WSS)的仿真结果。同时通过优化柱面镜的成像质量,在硅基液晶(LCoS)上得到了比较精细的光斑,光斑尺寸压缩到25μm,1530nm-1560nm波段的最小滤波带宽为6.25GHz。(4)搭建了初步的WSS实验系统,得到C波段的整体插损为5.4dB-6 dB。论文的研究结果为进一步开展高端口数和高波长分辨率WSS的实验研究提供了必要的理论分析方法和优化设计依据。
其他文献
油棕(Elaeis guineensis Jacq.)是世界上产量最高的油料植物之一,因其果实含油量高以及单位面积产油量大而被誉为“世界油王”(雷新涛,曹红星etal.2012)。作为最具特色的热带
三元V-VI-VII化合物锑硫碘(SbSI)是一种集压电、热释电、铁电、光电等多种性质于一体的特殊材料,其物理性质决定了在多个领域具有广阔的应用前景。本论文主要以SbSI微米棒为研
长江冲淡水与周围海水发生混合、层化作用,对东海及其相邻海区环流结构、水团组成、泥沙沉淀、生态环境和海洋生产力有重要影响。以往对长江冲淡水的研究已经相当充分,但多为
现场离水辐射测量是建立高精度星地光谱信息模型的基础,但是由于船载水上非稳态的测量几何,以及水体流速、悬浮泥沙含量等要素的动态性,给光谱反射率测量带来很大误差。因此
近年来,人群计数因其广泛的应用,如公共安全、避免拥挤、流量分析等,引起了人们的广泛关注。人群计数的目的是估计由监控摄像头提供的拥挤图像或视频中的人数。利用计算机视
随着现代互联网技术的发展以及商业化应用的出现,网络所包含的图像资源数不胜数。传统的检索技术需要进行人工标注,这就意味着会花费大量的时间、人力与物力;且颜色、纹理、
大数据时代,物联网快速发展,信息和数据在网络中高效快速的传输。这极大地推动了社会进步、改变生活方式,同时这也引发了一系列信息安全问题。数字签名作为一种重要的密码学
乳腺癌是最常见的一种癌症,也是女性癌症死亡的主要原因,早期筛查对乳腺癌防治至关重要。自动全乳超声(ABUS)是乳腺癌筛查的一种新的有效的影像学检查手段,与传统手持式超声
目标跟踪是计算机视觉研究中一个重要内容,在智能监控、自动驾驶、医疗诊断等各个领域中都有着广泛的应用。然而实际的跟踪应用面临各种复杂环境场景,仍然存在许多问题亟需解
分析师是否具备预测公司未来业绩的能力对参考研究报告做出决策的投资者来说是十分重要的问题。至今,关于分析师预测能力的证据大多是基于分析师发布的盈利预测和投资建议。