【摘要】：光信號(hào)處理技術(shù)能夠在光域直接處理信號(hào),可有效克服“電子瓶頸”,具有超高處理速度及超大工作帶寬等諸多優(yōu)點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一。光時(shí)域微分器可以直接在光域?qū)庑盘?hào)進(jìn)行微分處理,與電學(xué)微分器相比,具有運(yùn)算速率高、抗電磁干擾、低功耗、體積小等優(yōu)點(diǎn),有著十分重要的研究意義。本文在對(duì)基于高雙折射光纖Sagnac環(huán)的透射譜特性進(jìn)行深入的理論、仿真及實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,提出一種基于高雙折射光纖Sagnac環(huán)的二階光時(shí)域微分器,結(jié)合理論分析和數(shù)值仿真研究該微分器的性能。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提出了基于高雙折射光纖Sagnac環(huán)的偶數(shù)階光時(shí)域微分器以及應(yīng)用于波分復(fù)用系統(tǒng)的光時(shí)域微分器,并分別對(duì)兩種微分器的性能進(jìn)行研究。主要工作如下:(1)根據(jù)Jones矩陣?yán)碚搶?duì)基于高雙折射光纖Sagnac環(huán)的透射光譜特性進(jìn)行了理論與仿真研究,重點(diǎn)分析了高雙折射光纖的長度和折射率差、偏振控制器狀態(tài)、耦合器分光比等對(duì)透射光譜特性的影響。實(shí)驗(yàn)制作了一個(gè)基于高雙折射光纖的Sagnac環(huán),并研究其透射譜特性,結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論仿真結(jié)果相吻合。(2)提出一種基于高雙折射光纖Sagnac環(huán)的二階光時(shí)域微分器,并對(duì)微分器的性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明,調(diào)節(jié)高雙折射光纖的長度或折射率差,能夠?qū)崿F(xiàn)微分器中心頻率的調(diào)諧。當(dāng)輸入衰減因子為0.5ps的高斯脈沖時(shí),通過調(diào)整高雙折射光纖參數(shù),微分器的3dB帶寬最大可達(dá)30THz,差錯(cuò)因子最小僅為0.0077。研究表明,該微分器可以對(duì)高斯脈沖進(jìn)行大帶寬、高精度的二階微分處理。(3)研究了基于高雙折射光纖Sagnac環(huán)的偶數(shù)階光時(shí)域微分器和波分復(fù)用系統(tǒng)光時(shí)域微分器。從理論分析、數(shù)值仿真兩方面驗(yàn)證了兩種微分器的微分功能,并從差錯(cuò)因子、能量效率、3dB帶寬三個(gè)方面對(duì)其性能進(jìn)行了分析,結(jié)果表明這兩種光時(shí)域微分器具有很高的精確度和較大的工作帶寬。
【圖文】：

Ｆｉｇ．邋１邋－２邋Ｃｉｒｃｕｌａｒ邋ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ邋ｉｎｖｅｎｔｅｄ邋ｂｙ邋Ｓａｇｎａｃ逡逑基于Ｓａｇｎａｃ效應(yīng)，研究人員設(shè)計(jì)一種全光纖Ｓａｇｎａｃ干涉儀，全光纖Ｓａｇｎａｃ逡逑環(huán)干涉儀的基本結(jié)構(gòu)如圖１－３所示，它由三段單模光纖和一個(gè)耦合器（０Ｃ）連接而逡逑成，兩根光纖分別連在耦合器左側(cè)的兩個(gè)端口作為輸入端和輸出端，在耦合器的逡逑右側(cè)，兩個(gè)端口用一根光纖連接成環(huán)，入射光從耦合器左側(cè)的輸入端口射入，經(jīng)逡逑耦合器后分成兩束相干光，從右側(cè)的兩個(gè)端口分別輸出，兩束光在光纖閉環(huán)中相逡逑向傳輸一周，最后在耦合器交匯，相互干涉后經(jīng)耦合器處理，分別從左側(cè)的兩個(gè)逡逑端口射出。一方面，光纖Ｓａｇｎａｃ環(huán)可以通過調(diào)整z1合器來改變透射光和反射光的逡逑５逡逑

反射鏡３邋＼邐反射鏡２逡逑圖１－２邋Ｓａｇｎａｃ發(fā)明的環(huán)形干涉儀逡逑Ｆｉｇ．邋１邋－２邋Ｃｉｒｃｕｌａｒ邋ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ邋ｉｎｖｅｎｔｅｄ邋ｂｙ邋Ｓａｇｎａｃ逡逑基于Ｓａｇｎａｃ效應(yīng)，研究人員設(shè)計(jì)一種全光纖Ｓａｇｎａｃ干涉儀，全光纖Ｓａｇｎａｃ逡逑環(huán)干涉儀的基本結(jié)構(gòu)如圖１－３所示，它由三段單模光纖和一個(gè)耦合器（０Ｃ）連接而逡逑成，兩根光纖分別連在耦合器左側(cè)的兩個(gè)端口作為輸入端和輸出端，在耦合器的逡逑右側(cè)，，兩個(gè)端口用一根光纖連接成環(huán)，入射光從耦合器左側(cè)的輸入端口射入，經(jīng)逡逑耦合器后分成兩束相干光，從右側(cè)的兩個(gè)端口分別輸出，兩束光在光纖閉環(huán)中相逡逑向傳輸一周，最后在耦合器交匯，相互干涉后經(jīng)耦合器處理，分別從左側(cè)的兩個(gè)逡逑端口射出。一方面，光纖Ｓａｇｎａｃ環(huán)可以通過調(diào)整z1合器來改變透射光和反射光的逡逑５逡逑
【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】：2018
【分類號(hào)】：TN253

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2636069