Optische schakelaar
09 april 2001 | 16.00 uur | Aula TU Delft
Promotie van hr. D.H.P. Maat | doctorandus in de natuurkunde
Promotoren | Prof.dr.ir. H.J. Frankena (em.1998 hgl. fac. TNW) en Prof.dr.ir. M.K. Smit (fac. ITS)
InP-based integrated MZI switches for optical communication
In zijn proefschrift beschrijft Maat zijn onderzoek dat is uitgevoerd aan een optische schakelaar, een zeer belangrijk onderdeel van optische communicatienetwerken, dat gebruikt wordt voor de routering van optische signalen. Deze schakelaar, een opto-electronisch geïntegreerd circuit (OEIC) waarvan de structuur gebaseerd is op een Mach-Zehnder interferometer (MZI), wordt gemaakt van InP/InGaAsP materiaal. Het schakelen van het optische signaal wordt verkregen met behulp van fasedraaiers in beide interferometer-armen, waarin gebruik wordt gemaakt van electro-optische effecten.
Er worden hoge eisen gesteld aan de schakelaars die worden gebruikt in optische netwerken. In dit proefschrift wordt het onderzoek beschreven om aan de belangrijkste van deze eisen te voldoen: een laag crosstalk niveau en polarisatie onafhankelijkheid. Omdat de polarisatie van het signaal in een optisch netwerk niet behouden blijft, is een polarisatie onafhankelijke werking van de schakelaar vereist. Een aantal van de electro-optische effecten die gebruikt worden voor het schakelen is echter sterk polarisatie afhankelijk. Deze polarisatie afhankelijkheid wordt opgeheven door een juiste fasedraaieroriëntatie te gebruiken in het ontwerp van de schakelaar. Deze oriëntatie is bepaald met behulp van een electro-optisch fasedraaier model, dat beschreven wordt in het proefschrift. Het niveau van het crosstalk signaal dat gegenereerd wordt in een schakelaar die wordt gebruikt in een groot golflengte-gemultiplexed netwerk moet beneden -40 dB liggen, voor een goede werking van dit netwerk. Om dit zeer lage crosstalkniveau te bereiken zijn verschillende experimenten uitgevoerd voor het bestuderen en verwijderen van de bronnen van deze crosstalksignalen, zoals: licht in de eerste orde mode, een vermogensdisbalans in de interferometer en een slechte afbeeldingskwaliteit van de 3-dB splitter/combiner (MMI-koppelaar) in de schakelaar.
Het crosstalkniveau in een dilated schakelaar is verlaagd door regelbare electro-optische (crosstalk) verzwakkers toe te passen. Bij maximale verzwakking wordt een crosstalkverlaging behaald van ongeveer 9 dB tot een crosstalk niveau van -40 dB. Het crosstalkniveau van deze dilated switch is verder verlaagd door strooilicht uit de plak te verwijderen met behulp van titaan absorbers. Dit resulteerde in een verlaging van het crosstalk niveau in de schakelaar met 5 dB tot een crosstalk niveau van -46 dB (TE).
Naast het werk voor de verlaging van het crosstalk niveau in de schakelaar en voor het behalen van polarisatie onafhankelijkheid, is ook aandacht besteed aan het verbeteren van andere eigenschappen van de schakelaar, zoals de afmetingen van de schakelaar en zijn fabricage toleranties.
tel.: 015 2785454
Alle promoties, intree- en afscheidsredes worden gehouden in de Aula van de TU Delft, Mekelweg 5, Delft