在當今超高速光通信網(wǎng)絡(luò)中，OTDM(光時分復用)是一種重要的復用技術(shù)。通過OTDM技術(shù)，單個波長的光信號速率可以高達Tbit/s。實現(xiàn)OTDM技 術(shù)的關(guān)鍵是需要超短脈沖源，以實現(xiàn)信道之間時域上的分插復用而同時減小信道間的串擾。通常實現(xiàn)640Gbit/s OTDM信號，需要的脈沖源的脈寬在幾百飛秒，且OTDM信號具有RZ信號的形式。但是這么短的光脈沖，使得高速OTDM信號的光譜很寬，光譜利用率很 低，進而使得高速OTDM信號對色散非常敏感，限制了OTDM技術(shù)的應用。
         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、簡單等優(yōu)點，使其在當今光通信網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛的應用。但是超高速NRZ光信號的產(chǎn)生，受到了電復用速率(當 今最高速率為165Gbit/s)和電光調(diào)制器帶寬的限制。
        光互連及光信號處理團隊博士生丁運鴻在黃德修教授和張新亮教授等人指導下，通過和丹麥技術(shù)大學合作，首次提出并實現(xiàn)了一種基于硅基微環(huán)諧振器的 640Gbit/s超高速NRZ信號產(chǎn)生的方案。在本方案中，640Gbit/s OTDM信號首先經(jīng)過波長轉(zhuǎn)換成為相干的640Gbit/s RZ信號。然后利用微環(huán)諧振器對其進行RZ-NRZ碼型轉(zhuǎn)換，從而得到640Gbit/s超高速NRZ信號。本工作首先詳細的分析了微環(huán)諧振器的Q值和濾 波器帶寬對超高速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)實驗中，有效的利用硅基微環(huán)諧振器的 梳狀譜成功實現(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。相對于原始 640Gbit/s OTDM信號，640Gbit/s NRZ信號具有更加窄的帶寬，從而具有更好的光譜利用率。通過加不同長度的DCF (色散補償光纖)，高速640Gbit/s NRZ信號表現(xiàn)出比640Gbit/s RZ信號更加優(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行有效集成，因而具有非常好 的應用前景。
        上述工作結(jié)果發(fā)表在美國OE（Optics Express, 2011, Vol. 20）上。評閱人認為“在高速NRZ信號產(chǎn)生方面相對目前的最高水平上取得了顯著的進展”, “結(jié)果非常有意義，應該被optics Express作為快訊盡快發(fā)表”。相關(guān)研究得到了國家自然科學基金，國家基礎(chǔ)研究計劃973項目的支持。