發(fā)布時間：2018-01-09 14:32

  本文關(guān)鍵詞：應(yīng)用于模分復用的聚合物光波導非對稱定向耦合器研究　出處：《電子科技大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 模分復用 聚合物 非對稱定向耦合器 熱光效應(yīng) 電極

【摘要】：隨著光纖通信系統(tǒng)信息業(yè)務(wù)急劇增長,為了提高光纖傳輸容量,新的技術(shù)包括空分復用、模分復用、多級調(diào)制技術(shù)越來越受到科學家們的關(guān)注。利用模分復用技術(shù)、波分復用技術(shù)以及偏振復用技術(shù)可以顯著地增加光纖的傳輸容量。在模分復用系統(tǒng)里,關(guān)鍵在于設(shè)計模式復用和解復用器件、模式轉(zhuǎn)換器�；诖饲闆r,本文采用聚合物材料EpoCore、EpoClad設(shè)計了非對稱定向耦合器,以可調(diào)諧激光器作為光源,設(shè)計了一種可以實現(xiàn)E11模和E21模復用和分離的定向耦合器,并可利用聚合物熱光效應(yīng)對耦合效率以及工作中心波長進行調(diào)節(jié)。論文首先介紹了非對稱定向耦合器的工作原理,以及聚合物材料熱光效應(yīng)原理,分析利用在耦合器上包層加電極,分別改變非對稱定向耦合器兩個波導芯層折射率的方式,從而對非對稱定向耦合器性能進行控制。其次,論文重點介紹了非對稱定向耦合器的具體結(jié)構(gòu),對耦合器的耦合間距與耦合長度、耦合效率與波長、波導高度、波導寬度以及折射率差等相互關(guān)系進行了ComsolMultiphysics和BPM仿真分析,分析表明非對稱定向耦合器可以容忍的寬波導寬度誤差在0.1μm左右,高度可容忍誤差可達2μm以上,而折射率誤差可以通過加熱聚合物材料進行調(diào)節(jié),因此控制波導寬度很重要。且所設(shè)計的定向耦合器在C波段(1530-1565 nm)可實現(xiàn)98%的模式轉(zhuǎn)換效率。進一步分析了S型彎曲波導、錐形波導等分支結(jié)構(gòu)的傳輸損耗,并最終確定了分支結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)。最后,在仿真確定各項參數(shù)的基礎(chǔ)上,設(shè)計制造了掩模板,掩模板主要分為電極部分和波導部分,在兩部分對應(yīng)位置分別設(shè)計了對位標記,以便在器件上包層加電極進行溫度調(diào)節(jié)。然后介紹了非對稱定向耦合器芯層、包層以及電極制作工藝,以及實驗中遇到的問題以及相應(yīng)解決方案。對所制作的樣品進行了測試,在波長為1545 nm附近實現(xiàn)了耦合效率大于97%的光功率轉(zhuǎn)換。
[Abstract]:With the rapid growth of information services in optical fiber communication systems, in order to improve the transmission capacity of optical fiber, new technologies include space division multiplexing and module division multiplexing. Multilevel modulation technology has attracted more and more attention of scientists. Using mode division multiplexing technology, wavelength division multiplexing technology and polarization multiplexing technology can significantly increase the transmission capacity of optical fiber. The key lies in the design of mode multiplexing and demultiplexing devices and mode converters. In this paper, asymmetric directional couplers are designed using polymer material EpoCoreor EpoClad. A directional coupler which can realize the multiplexing and separation of E11 mode and E21 mode is designed with tunable laser as the light source. The thermo-optical effect of polymer can be adjusted by coupling efficiency and working center wavelength. Firstly, the working principle of asymmetric directional coupler and the principle of thermo-optical effect of polymer materials are introduced. In order to control the performance of asymmetric directional coupler, the refractive index of two waveguide core layers is changed by using the cladding electrode on the coupler. The paper mainly introduces the structure of asymmetric directional coupler, the coupling distance and length, coupling efficiency and wavelength, waveguide height. The relationship between waveguide width and refractive index difference is simulated by ComsolMultiphysics and BPM. The results show that the wide waveguide width error of asymmetric directional coupler is about 0.1 渭 m and the height tolerance error is more than 2 渭 m, while the refractive index error can be adjusted by heating polymer material. Therefore, it is very important to control the width of waveguide, and the designed directional coupler can realize the mode conversion efficiency of 98% in C-band (1530-1565 nm). The transmission loss of the tapered waveguide and other branching structures is determined, and the dimension parameters of the branch structure are determined. Finally, the mask is designed and manufactured on the basis of the simulation to determine the parameters. The mask is mainly divided into the electrode part and the waveguide part. The corresponding position of the two parts is designed to adjust the temperature of the cladding layer and the electrode on the device. Then the asymmetric directional coupler core layer is introduced. The cladding and electrode fabrication process, the problems encountered in the experiment and the corresponding solutions. The samples were tested. Optical power conversion with coupling efficiency greater than 97% is realized at wavelength of 1545nm.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN252

【共引文獻】

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本文編號：1401809