本文關(guān)鍵詞：彎曲不敏感少模光纖的優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 少模光纖 彎曲損耗 粒子群算法 微擾法 有效面積

【摘要】：隨著光纖通信容量的不斷增加,基于少模光纖的模分復(fù)用技術(shù)由于其多信道復(fù)用,高頻譜效率及低非線性效應(yīng)成為目前提高光纖通信容量的研究熱點(diǎn)。本文利用微擾法推導(dǎo)得到少模光纖中高階模的彎曲損耗的統(tǒng)一公式,并用有限元法驗(yàn)證公式的正確性。針對(duì)光纖中LP01、LP11、LP21和LP02四個(gè)模式,系統(tǒng)研究了階躍型與拋物型折射率分布少模光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)(芯層與下陷層之間的距離、下陷層的寬度、下陷層與包層的折射率差以及纖芯半徑)對(duì)其彎曲損耗的影響,并應(yīng)用粒子群算法,對(duì)少模光纖彎曲性能進(jìn)行了優(yōu)化。研究結(jié)果表明：在截止波長(zhǎng)(LP31)一定的前提下,彎曲半徑恒定時(shí),少模光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)中隨光纖纖芯半徑的增加,光纖的彎曲損耗逐漸增加；隨芯層與下陷層之間距離的變化,光纖彎曲損耗存在一個(gè)最小值點(diǎn),此最小值點(diǎn)隨光纖模式的增高而逐漸靠近芯層,此最小值點(diǎn)在在光纖優(yōu)化中有重要作用。光纖的彎曲損耗與有效模場(chǎng)面積之間存在相互制約的關(guān)系,本文定義PI因子為光纖彎損與有效面積的比值,可以表征光纖的彎曲性能。在截止波長(zhǎng)(LP31)一定的前提下,隨光纖纖芯半徑的增加,光纖PI值逐漸增大；當(dāng)光纖結(jié)構(gòu)固定時(shí),隨工作波長(zhǎng)的增加,光纖彎曲性能逐漸降低。最后本文應(yīng)用粒子群算法,對(duì)階躍型少模光纖和拋物線型少模光纖彎曲性能進(jìn)行優(yōu)化,得到了兩種光纖最優(yōu)化參數(shù)。本文的研究結(jié)果對(duì)于設(shè)計(jì)光纖優(yōu)化結(jié)構(gòu)和制造彎曲不敏感少模光纖具有指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：少模光纖 彎曲損耗 粒子群算法 微擾法 有效面積
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN253
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 引言10-15
• 1.1 少模光纖研究背景與意義10-11
• 1.2 彎曲不敏感光纖彎曲損耗研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 抗彎曲損耗光纖的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 彎曲損耗的研究方法13
• 1.3 彎曲損耗的優(yōu)化算法13-14
• 1.4 主要工作14-15
• 2 少模光纖的彎曲損耗理論15-27
• 2.1 多層圓均勻光波導(dǎo)15-17
• 2.2 光纖中高階模的彎曲損耗計(jì)算17-25
• 2.2.1 彎曲損耗系數(shù)18-24
• 2.2.2 有效面積24
• 2.2.3 性能參數(shù)(PI)24-25
• 2.3 優(yōu)化算法原理25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 3 彎曲不敏感少模光纖27-49
• 3.1 微擾法與有限元法對(duì)比結(jié)果27-30
• 3.1.1 微擾法與有限元法對(duì)比原理28-29
• 3.1.2 微擾法與有限元法結(jié)果對(duì)比分析29-30
• 3.2 光纖參數(shù)對(duì)彎曲損耗的影響30-41
• 3.2.1 芯徑、芯層折射率對(duì)各階模式彎曲性能的影響30-35
• 3.2.2 芯層與下陷層之間的距離b對(duì)各階模式彎曲性能的影響35-39
• 3.2.3 下陷層的寬度c對(duì)各階模式彎曲性能的影響39-40
• 3.2.4 下陷層的深度△n_2對(duì)各階模式彎曲性能的影響40-41
• 3.3 階躍型少模光纖和拋物線型少模光纖彎曲性能的對(duì)比41-47
• 3.3.1 階躍型少模光纖和拋物線型少模光纖彎曲損耗對(duì)比42-43
• 3.3.2 階躍型少模光纖和拋物線型少模光纖PI對(duì)比43-44
• 3.3.3 少模光纖PI隨纖芯、工作波長(zhǎng)的變化規(guī)律44-47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 4 彎曲不敏感少模光纖的優(yōu)化49-60
• 4.1 階躍型少模光纖的彎曲性能的優(yōu)化49-54
• 4.1.1 階躍型少模光纖優(yōu)化結(jié)構(gòu)49-50
• 4.1.2 階躍型少模光纖優(yōu)化結(jié)構(gòu)與同截止波長(zhǎng)光纖PI值對(duì)比50-54
• 4.2 拋物線型少模光纖的彎曲性能的優(yōu)化54-59
• 4.2.1 拋物線型少模光纖優(yōu)化54-55
• 4.2.2 拋物線型少模光纖優(yōu)化結(jié)構(gòu)與同截止波長(zhǎng)光纖PI值對(duì)比55-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 5 結(jié)論與展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果66-68
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集68

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 蔡春平，高秀敏;光纖彎曲與抗彎曲光纖[J];應(yīng)用光學(xué);1996年03期

2 ;光纖及其傳輸理論[J];中國(guó)光學(xué)與應(yīng)用光學(xué)文摘;2001年03期

3 尚守鋒;顧慶昌;陳偉;;淺談光纖熔接技術(shù)[J];科技信息;2012年07期

4 劉福華;安毓英;王群書;王平;邵碧波;陳紹武;;脈沖γ射線對(duì)光纖的輻射效應(yīng)[J];強(qiáng)激光與粒子束;2010年07期

5 楊利敏;裴麗;;雙芯光纖的制作及應(yīng)用研究[J];光電技術(shù)應(yīng)用;2012年04期

6 陳曼雅;馮素春;任國(guó)斌;;雙芯光纖的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J];激光與紅外;2013年06期

7 邢劍;鄭丹;;光纖參數(shù)測(cè)試方法的研究[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2013年06期

8 袁啟華;崔華;;光纖制造中的摻氟問(wèn)題[J];化學(xué)通報(bào);1987年10期

9 趙士剛;苑立波;;四芯光纖的遠(yuǎn)場(chǎng)干涉特性研究[J];光子學(xué)報(bào);2007年02期

10 侯印春;;古河電工公司的紅外傳輸用光纖[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1986年12期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 俞華;黃本華;劉炯;洪留明;;光纖剝離力的影響因素分析[A];光纖材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（試點(diǎn)）推進(jìn)暨學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

2 薛夢(mèng)馳;;光纖的彎曲損耗、抗彎曲光纖標(biāo)準(zhǔn)G．657及試驗(yàn)[A];中國(guó)通信學(xué)會(huì)2007年光纜電纜學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

3 趙建東;賀作為;王德榮;;適用于光纖到戶的抗彎曲光纖[A];中國(guó)通信學(xué)會(huì)2006年光纜學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

4 汪洪海;程銘;;DMD在高貝~(?)光纖測(cè)試中的應(yīng)用[A];中國(guó)通信學(xué)會(huì)2002年光纜電纜學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

5 宋君;王檣;王德榮;;光纜中光纖PMD特性的研究[A];中國(guó)通信學(xué)會(huì)2006年光纜學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

6 張少飛;陳文建;;光纖傳像束串?dāng)_率的測(cè)量研究[A];全國(guó)第十三次光纖通信暨第十四屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

7 黃方平;;光纖初次涂層模量測(cè)試方法[A];全國(guó)第十次光纖通信暨第十一屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議（OFCIO’2001）論文集[C];2001年

8 吳平輝;隋成華;魏高堯;;納米光纖的光學(xué)傳輸特性及其應(yīng)用[A];2009年先進(jìn)光學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用研討會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2009年

9 遲澤英;陳文建;李武森;蔡振治;;無(wú)源光纖傳像技術(shù)軍事應(yīng)用研究[A];全國(guó)第十二次光纖通信暨第十三屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

10 崔得東;郝重陽(yáng);寧瑾歌;;制導(dǎo)光纖彎曲損耗研究[A];2006年全國(guó)光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)會(huì)議文集（E 光電子器件技術(shù)專題）[C];2006年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 亨通光纖科技有限公司 俞亮　郭浩林 陸國(guó)慶 焦猛 廖平錄;耐高溫光纖開拓光纖應(yīng)用新市場(chǎng)[N];人民郵電;2013年

2 嚴(yán)尉鎮(zhèn);天氣炎熱 4種耐高溫光纖顯身手[N];人民郵電;2014年

3 江蘇亨通光電股份公司 尹紀(jì)成　王英明 周春東 竇方芹;2010年光纖產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能突破1億芯公里[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2011年

4 本報(bào)記者 馮健;光纖市場(chǎng)趨穩(wěn) 行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇[N];中國(guó)電子報(bào);2010年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 衛(wèi)正統(tǒng);微納光纖倏逝場(chǎng)特性及微污染傳感技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

2 張強(qiáng);全光纖低頻振動(dòng)傳感器關(guān)鍵技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2015年

3 趙瑞峰;雙芯光纖的理論研究及新型雙芯光纖全接入連接器的研制[D];北京交通大學(xué);2013年

4 楊紅;空心光纖用于智能結(jié)構(gòu)自診斷、自修復(fù)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2001年

5 張文定;光纖中基于聲光作用的光調(diào)控及其應(yīng)用[D];南開大學(xué);2013年

6 段德穩(wěn);耐高溫微型光纖干涉?zhèn)鞲衅餮芯縖D];重慶大學(xué);2012年

7 周恩宇;增益導(dǎo)引—折射率反導(dǎo)引大模場(chǎng)光纖的設(shè)計(jì)、模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

8 陳振宜;光纖熔錐耦合系統(tǒng)理論新方法及其在光纖器件和傳感中的應(yīng)用[D];上海大學(xué);2007年

9 劉志海;單光纖光鑷技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

10 趙恩銘;基于單光纖的光動(dòng)力操縱系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 吳繼旋;基于微納光纖的磁場(chǎng)可調(diào)諧器件的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];天津理工大學(xué);2015年

2 孫慧慧;光纖內(nèi)馬赫澤德干涉微腔的飛秒激光制備及溫鹽傳感特性[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 柯華恒;基于光功率探測(cè)型光纖熔接機(jī)五維自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];福建師范大學(xué);2015年

4 陳施潔;基于LP_(21)模式的單光纖光鑷系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2015年

5 劉凌輝;長(zhǎng)距離錐形光纖燈的研究[D];河南師范大學(xué);2015年

6 柳媛瑾;短距離光纖應(yīng)變傳感系統(tǒng)[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

7 錢文婷;光纖延遲線環(huán)境適應(yīng)性及精度研究[D];電子科技大學(xué);2015年

8 范稷驍;基于熔融拉錐光纖對(duì)光纖傳輸耦合效率影響的研究[D];南京郵電大學(xué);2015年

9 鄭興娟;彎曲不敏感少模光纖的優(yōu)化[D];北京交通大學(xué);2016年

10 郭燕;基于熱極化雙孔光纖的電調(diào)諧光開關(guān)的研究[D];北京交通大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：1040048