【摘要】：模分復(fù)用(MDM)是繼時分復(fù)用和波分復(fù)用等復(fù)用技術(shù)后的一種新型復(fù)用技術(shù),其利用不同的模式傳輸信息,能夠極大地提高通信系統(tǒng)的容量。基模與高階模式之間的轉(zhuǎn)換是實(shí)現(xiàn)模式復(fù)用的關(guān)鍵因素之一�；谝陨涎芯勘尘�,本文提出了一種利用閃耀光纖布拉格光柵(TFBG)實(shí)現(xiàn)基模轉(zhuǎn)換到高階矢量模的新方法。應(yīng)用全矢量復(fù)耦合模理論,分析了閃耀光纖光柵基模到高階模的轉(zhuǎn)換原理。研究對比了基于階躍型少模光纖和反拋物線少模光纖(IPGIF)的TFBG,并在后者中實(shí)現(xiàn)了基模(HE11)到高階矢量模(TE0i、TM01和HE21)的轉(zhuǎn)換。分析了調(diào)制直流分量σ、光柵傾斜角度0、光柵幅度函數(shù)(調(diào)制深度)χ、光柵長度L等因素對耦合轉(zhuǎn)換光譜的影響。研究表明,基于階躍型少模光纖的TFBG可以實(shí)現(xiàn)模式的耦合轉(zhuǎn)換,但簡并的高階矢量模(LP11模式群)在階躍型少模光纖中無法實(shí)現(xiàn)有效的分離。對于反拋物線型少模光纖,其能夠打破LP11模式群中矢量模式的簡并性,高階矢量模間的有效折射率差達(dá)到2.0 × 10-4以上,故基于此種少模光纖的TFBG可以在不同反射波長處實(shí)現(xiàn)矢量模式的耦合轉(zhuǎn)換。反射譜的位置只受直流分量σ的影響,隨著σ的增大,反射峰向長波長方向移動。傾斜角度0對基模與高階模的反射譜分別有不同的影響,耦合系數(shù)與最大反射率隨0的變化存在優(yōu)化極值點(diǎn)。隨著χ值的增大,反射率會增大。隨著L值的增大,反射率會增大,反射譜會變窄。本論文提出的實(shí)現(xiàn)基模轉(zhuǎn)換到高階矢量模的TFBG,為光纖中高階矢量模式的生成提供了新的技術(shù)手段,在模分復(fù)用技術(shù)研究領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN253
【圖文】：

北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑１．５模分復(fù)用系統(tǒng)的研究進(jìn)展逡逑基于ＦＭＦ的ＭＤＭ系統(tǒng)的原理，如圖１－２所示，ＭＤＭ系統(tǒng)一般由光信號發(fā)逡逑送端、傳輸系統(tǒng)、光信號接收端和信號處理系統(tǒng)四部分構(gòu)成。首先，光發(fā)送端先將逡逑電信號調(diào)制為基模形式的光信號，然后將這Ｎ路基模信號由模式轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為Ｎ逡逑個不同的基模和高階模式，接著通過模式復(fù)用器將這Ｎ個模式復(fù)用到ＦＭＦ傳輸系逡逑統(tǒng)中進(jìn)行傳輸，這樣每個模式就構(gòu)成了一個獨(dú)立的信道。在接收端，ＦＭＦ中的信逡逑號由解復(fù)用器還原為Ｎ個基模信號，再由Ｎ個光電檢測器分別探測，最后被解調(diào)逡逑恢復(fù)為原信號。大部分的ＭＤＭ系統(tǒng)還需要對接收端的電信號進(jìn)行多輸入多輸出逡逑的數(shù)字信號處理（ＭＩＭＯＤＳＰ）邋？逡逑

式中的ｎｅ／／ｉＣＷ＿ｅ為纖芯有效折射率，ｎｅ／）＾ａｄ為包層有效折射率。逡逑２．邋４．邋３傾斜光纖光柵的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)逡逑圖２－２為傾斜光纖布拉格光柵的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中ｒｅ。為纖芯半徑，ｒ＊ｅｉ為包層逡逑半徑，光柵的長度為Ｌ，０為ＴＦＢＧ的光纖縱向與光柵柵面方向的夾角，Ａｇ為光柵逡逑柵面的間隔周期，Ａ為光纖軸向的光柵周期，兩者之間對應(yīng)關(guān)系為：逡逑Ａｇ邋＝邋Ａｃｏｓ０邐（２－２４）逡逑閃耀光纖布拉格光柵（ＴＦＢＧ）與光纖布拉格光柵（ＦＢＧ）和長周期光纖光柵（ＬＰＦＧ）相逡逑比，能夠更有效地將纖芯模耦合到包層模和輻射模中去，同時具有偏振依賴性。逡逑Ｊ８逡逑

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本文編號：2721605