【摘要】：光纖技術(shù)發(fā)展至今,能夠?qū)崿F(xiàn)各種特殊功能的光纖紛紛面世,不僅擴(kuò)大了光纖的應(yīng)用范圍,而且促進(jìn)了科研和生產(chǎn)的發(fā)展。本文主要研究模分復(fù)用系統(tǒng)中少模光纖的模式控制,提出基于高階瓊斯矢量的少模光纖中模式分析方式,并在此基礎(chǔ)上提出了兩個(gè)應(yīng)用:連續(xù)可調(diào)軌道角動(dòng)量(OAM:Orbital Angular Momentum)模式的產(chǎn)生和一階標(biāo)量龐加萊球模式的產(chǎn)生。本論文首先類比傳統(tǒng)瓊斯矩陣的分析方法,提出了一種以四個(gè)線偏模作為基底的高階瓊斯矢量,介紹了一些典型模式的高階瓊斯矢量的表示,分析了兩模光纖的偏振模式控制器的工作原理與高階瓊斯矢量的表示方式。具體地,本論文通過使用三個(gè)矩陣,旋轉(zhuǎn)矩陣,延時(shí)矩陣和旋轉(zhuǎn)矩陣表示了一個(gè)模式經(jīng)過偏振模式控制器的過程,詳細(xì)介紹了旋轉(zhuǎn)矩陣的推導(dǎo)方式。然后類比于偏振龐加萊球的表示,介紹了一階模式龐加萊球的表示。值得注意的是本文中介紹的一階模式龐加球所對(duì)應(yīng)的模式均是標(biāo)量模式�；谒岬母唠A瓊斯矩陣分析方式,本論文詳細(xì)介紹了連續(xù)可調(diào)節(jié)OAM產(chǎn)生原理,即提出的偏振模式控制器的傳輸矩陣在滿足一定的角度和相位關(guān)系時(shí),輸出偏振控制器的x偏振分量的平均OAM隨著輸入線偏振態(tài)方向改變而改變。論文使用手性不同的OAM模式表示輸出模式,計(jì)算了這兩種不同手性的OAM模式的能量以及他們的加權(quán)平均,發(fā)現(xiàn)了輸出模式的平均OAM隨著輸入偏振方向角g按照sin2g的規(guī)律變化。論文中詳細(xì)分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果,包括實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綀D樣,實(shí)驗(yàn)干涉圖樣,實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降钠骄鵒AM。所獲得的實(shí)驗(yàn)與仿真的平均OAM數(shù)值結(jié)果趨勢(shì)一致,但是實(shí)驗(yàn)的最大平均OAM要比仿真的最大OAM要低。此外論文中還測(cè)量了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的插入損耗,分析了系統(tǒng)高速特性�；谒岬母唠A瓊斯矩陣分析方式,本論文詳細(xì)介紹了一階模式龐加萊球?qū)?yīng)模式的產(chǎn)生原理。論文中選擇了龐加萊球上比較特殊的三個(gè)圓圈上(赤道,子午線,與赤道平面夾角為45°的圓)的點(diǎn)進(jìn)行了仿真與實(shí)驗(yàn),詳細(xì)分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果,包括仿真和實(shí)驗(yàn)輸出模式的變化規(guī)律,仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別對(duì)應(yīng)龐加萊球上位置,仿真模式與實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降南嗨贫�。總體實(shí)驗(yàn)輸出模式對(duì)應(yīng)在龐加萊球上位置與仿真的結(jié)果趨勢(shì)一致,但是具體的點(diǎn)的位置有偏差,論文對(duì)偏差的原因進(jìn)行了分析。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN253;O231
【圖文】：

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本文編號(hào)：2712562