在當(dāng)今超高速光通信網(wǎng)絡(luò)中，OTDM(光時(shí)分復(fù)用)是一種重要的復(fù)用技術(shù)。通過OTDM技術(shù)，單個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)速率可以高達(dá)Tbit/s。實(shí)現(xiàn)OTDM技 術(shù)的關(guān)鍵是需要超短脈沖源，以實(shí)現(xiàn)信道之間時(shí)域上的分插復(fù)用而同時(shí)減小信道間的串?dāng)_。通常實(shí)現(xiàn)640Gbit/s OTDM信號(hào)，需要的脈沖源的脈寬在幾百飛秒，且OTDM信號(hào)具有RZ信號(hào)的形式。但是這么短的光脈沖，使得高速OTDM信號(hào)的光譜很寬，光譜利用率很 低，進(jìn)而使得高速OTDM信號(hào)對(duì)色散非常敏感，限制了OTDM技術(shù)的應(yīng)用。
         另一方面，在高速光通信網(wǎng)絡(luò)中，NRZ(非歸零碼)是一種非常重要的碼型。由于NRZ碼具有相對(duì)RZ碼(歸零碼)更窄的光譜，從而使其具有更加優(yōu)良的光譜 利用率和色散容忍度。加上NRZ碼的低成本、簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，使其在當(dāng)今光通信網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是超高速NRZ光信號(hào)的產(chǎn)生，受到了電復(fù)用速率(當(dāng) 今最高速率為165Gbit/s)和電光調(diào)制器帶寬的限制。
        光互連及光信號(hào)處理團(tuán)隊(duì)博士生丁運(yùn)鴻在黃德修教授和張新亮教授等人指導(dǎo)下，通過和丹麥技術(shù)大學(xué)合作，首次提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于硅基微環(huán)諧振器的 640Gbit/s超高速NRZ信號(hào)產(chǎn)生的方案。在本方案中，640Gbit/s OTDM信號(hào)首先經(jīng)過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換成為相干的640Gbit/s RZ信號(hào)。然后利用微環(huán)諧振器對(duì)其進(jìn)行RZ-NRZ碼型轉(zhuǎn)換，從而得到640Gbit/s超高速NRZ信號(hào)。本工作首先詳細(xì)的分析了微環(huán)諧振器的Q值和濾 波器帶寬對(duì)超高速NRZ碼型產(chǎn)生的影響，并利用CMOS制造工藝，成功制造出了符合優(yōu)化條件的硅基微環(huán)諧振器。在系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，有效的利用硅基微環(huán)諧振器的 梳狀譜成功實(shí)現(xiàn)了640Gbit/s超高速RZ-NRZ碼型轉(zhuǎn)換，得到了具有非常清晰眼圖的640Gbit/s超高速NRZ信號(hào)。相對(duì)于原始 640Gbit/s OTDM信號(hào)，640Gbit/s NRZ信號(hào)具有更加窄的帶寬，從而具有更好的光譜利用率。通過加不同長(zhǎng)度的DCF (色散補(bǔ)償光纖)，高速640Gbit/s NRZ信號(hào)表現(xiàn)出比640Gbit/s RZ信號(hào)更加優(yōu)良的色散性能。另外，由于本方案功耗低、結(jié)構(gòu)緊湊、工作穩(wěn)定，在制造工藝上CMOS兼容，易于與其他光電模塊進(jìn)行有效集成，因而具有非常好 的應(yīng)用前景。
        上述工作結(jié)果發(fā)表在美國(guó)OE（Optics Express, 2011, Vol. 20）上。評(píng)閱人認(rèn)為“在高速NRZ信號(hào)產(chǎn)生方面相對(duì)目前的最高水平上取得了顯著的進(jìn)展”, “結(jié)果非常有意義，應(yīng)該被optics Express作為快訊盡快發(fā)表”。相關(guān)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金，國(guó)家基礎(chǔ)研究計(jì)劃973項(xiàng)目的支持。