本文選題：相移光纖光柵 + 聚合物��； 參考：《北京交通大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著信息時(shí)代的迅猛發(fā)展,用戶業(yè)務(wù)需求的急劇膨脹,高速光纖通信技術(shù)備受青睞,這使得作為光纖通信系統(tǒng)的關(guān)鍵器件之一的光調(diào)制器也面臨更高的要求。有機(jī)電光聚合物材料作為一種在制備調(diào)制器方面更具潛力的有機(jī)非線性光學(xué)材料而引起關(guān)注。電光調(diào)制器作為激光外調(diào)制中較為有效的器件,逐漸成為光纖通信系統(tǒng)和集成光學(xué)系統(tǒng)中研究的熱點(diǎn)之一。本文將相移光纖光柵(Phase-shifted fiber grating)和有機(jī)電光聚合物材料相結(jié)合,利用相移光纖光柵的窄帶透射峰特性,設(shè)計(jì)了一種基于相移光纖光柵的D型聚合物電光調(diào)制器,并對(duì)其進(jìn)行了理論分析。重點(diǎn)研究了該D型電光調(diào)制器的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相移光纖光柵參數(shù)的優(yōu)化選擇,本文主要研究工作如下：1.由均勻光纖布拉格光柵的傳輸矩陣法推導(dǎo)了相移光纖光柵的傳輸矩陣,并進(jìn)一步對(duì)相移光纖光柵的V-I傳輸矩陣進(jìn)行了詳盡的推導(dǎo),得出了反射率和透射率的計(jì)算公式。由于該計(jì)算方法換算之后的界面矩陣是單位矩陣,可以省略,其計(jì)算過程比傳統(tǒng)的傳輸矩陣法更加簡(jiǎn)單快捷。2.基于電光聚合物電光效應(yīng),分別研究了圓對(duì)稱多包層光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)以及D型多包層光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中聚合物層到纖芯之間的距離、聚合物的厚度以及聚合物薄膜材料的折射率等參量對(duì)光纖光柵有效折射率的影響。研究結(jié)果表明,D型多包層光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)能夠在較小的電極電壓下產(chǎn)生較大的芯包有效折射率變化,易于實(shí)現(xiàn)低驅(qū)動(dòng)電壓下的高速信號(hào)調(diào)制。3.提出了一種基于相移光纖光柵的D型聚合物電光調(diào)制器,研究了該調(diào)制器在相移量、相移位置以及折射率調(diào)制深度不同時(shí)的頻譜特性,分析了調(diào)制區(qū)光柵長(zhǎng)度以及調(diào)制電壓頻率對(duì)頻譜的影響。研究結(jié)果表明,當(dāng)在光纖光柵中間位置引入π相移且折射率調(diào)制深度較大時(shí),該調(diào)制器更易實(shí)現(xiàn)較好的調(diào)制效果。
[Abstract]:With the rapid development of the information age and the rapid expansion of user service demand, high-speed optical fiber communication technology is favored, which makes the optical modulator, one of the key devices of optical fiber communication system, facing higher requirements. Organic electro-optic polymer materials have attracted much attention as an organic nonlinear optical material with more potential in the preparation of modulators. As an effective device in laser external modulation, electro-optic modulator has become one of the hotspots in optical fiber communication system and integrated optical system. In this paper, a D type polymer electro-optic modulator based on phase-shifted fiber grating is designed by combining phase shifted fiber grating (Phase-shifted fiber gratings) with organic electro-optic polymer materials. And the theoretical analysis is carried out. The waveguide structure design of the D type electro-optic modulator and the optimization of the parameters of the phase-shifted fiber grating are studied in detail. The main work of this paper is as follows: 1. The transfer matrix of phase-shifted fiber grating is derived from the transfer matrix method of uniform fiber Bragg grating. Furthermore, the V-I transmission matrix of phase-shifted fiber grating is deduced in detail, and the formulas of reflectivity and transmittance are obtained. Because the interfacial matrix converted by this method is a unit matrix, it can be omitted, and the calculation process is simpler and faster than the traditional transfer matrix method. Based on the electro-optic effect of electro-optic polymer, the distance between polymer layer and fiber core in circular symmetric multicladding waveguide and D type multi-clad optical waveguide structure is studied, respectively. The influence of the thickness of polymer and the refractive index of polymer film on the effective refractive index of fiber grating. The results show that the multicladding optical waveguide structure can produce a large effective refractive index change at a small electrode voltage, and it is easy to realize the high speed signal modulation. 3 at low driving voltage. A kind of D type polymer electro-optic modulator based on phase-shifted fiber grating is proposed. The spectrum characteristics of the modulator are studied in different phase shift, phase shift position and refractive index modulation depth. The effects of grating length and modulation voltage frequency on the frequency spectrum are analyzed. The results show that when 蟺 phase shift and refractive index modulation depth are introduced in the middle position of fiber grating, the modulator is easier to achieve better modulation effect.
【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)】：O631.24;TN761

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本文編號(hào)：1792185