發(fā)布時(shí)間：2020-07-03 00:44

【摘要】：近年來(lái),少模光纖的應(yīng)用引起了人們廣泛的興趣。由于光纖的非線(xiàn)性及放大器的帶寬等限制,單模光纖的通信容量逐漸接近極限。采用基于少模光纖的模分復(fù)用技術(shù)可以將少模光纖中的每一個(gè)模式都作為單獨(dú)的信息傳輸通道,從而使光纖的通信容量成倍增加。采用選擇性的模式激勵(lì)機(jī)制,可使得少模光纖以單模狀態(tài)工作。相比于單模光纖,少模光纖的模場(chǎng)面積更大,可以有效降低非線(xiàn)性效應(yīng),實(shí)現(xiàn)通信的長(zhǎng)距離傳輸。如何操控少模光纖中的模式,成為少模光纖應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文重點(diǎn)研究了幾種新型少模光纖器件,并分析了其傳輸性能。模式轉(zhuǎn)換器和模分復(fù)用器/解復(fù)用器是模分復(fù)用系統(tǒng)的關(guān)鍵器件,其關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一就是串?dāng)_,減少器件的模式串?dāng)_是提升其性能的重要手段之一。濾模器可以將模式轉(zhuǎn)換器或模分復(fù)用器中輸出的模式進(jìn)行提純,使其它模式的串?dāng)_降低,提高系統(tǒng)的信噪比。與波分復(fù)用中的濾波器相似,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)少模光纖中模式進(jìn)行選擇性濾除的濾模器在模分復(fù)用系統(tǒng)中也有著重要的應(yīng)用。本文提出一種濾模光纖的實(shí)現(xiàn)方案。光纖中的表面等離子體激元(SPP)模式具有強(qiáng)的損耗,利用這一特性,本文通過(guò)在光纖中引入金絲,利用其激發(fā)的高損耗的表面等離子體激元模式,以增強(qiáng)光纖中特定模式的損耗,進(jìn)而達(dá)到濾除模式的作用。采用有限元法分別了分析四模光纖和雙模光纖內(nèi)模式的損耗特性,并通過(guò)優(yōu)化光纖參數(shù)和結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了對(duì)光纖中特定模式的高損耗濾除和其它模式的低損耗傳輸,且光纖長(zhǎng)度僅為厘米量級(jí)。本文還提出將帶隙結(jié)構(gòu)理論引入到少模波導(dǎo)以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定模式的濾除。通過(guò)在波導(dǎo)包層區(qū)設(shè)置一微結(jié)構(gòu)缺陷,使少模波導(dǎo)的基模與缺陷模發(fā)生耦合。再通過(guò)引入高折射率介質(zhì)區(qū),破壞缺陷模的全內(nèi)反射傳輸機(jī)制,使其具有強(qiáng)泄露特性,從而使波導(dǎo)的基模產(chǎn)生強(qiáng)泄露損耗,而其高階模與缺陷模不發(fā)生耦合,保持低損耗傳輸。大模場(chǎng)光纖具有大的模場(chǎng)面積,可以降低光纖的非線(xiàn)性效應(yīng),使用這種光纖能夠有效降低高功率光纖激光器的熱損傷。通常這種光纖應(yīng)工作在單模狀態(tài),同時(shí)還應(yīng)允許一定程度的彎曲。為此,本文設(shè)計(jì)了一種大模場(chǎng)帶隙光纖,這種光纖在未彎曲的情形下可以傳輸兩種模式。彎曲該光纖時(shí),其包層模產(chǎn)生了強(qiáng)泄露,纖芯LP_(11)模與包層模由于滿(mǎn)足折射率匹配條件發(fā)生耦合被濾除,同時(shí)基于帶隙傳輸原理,光纖基模被束縛在纖芯區(qū),從而實(shí)現(xiàn)了等效的單模、大模場(chǎng)傳輸。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN25
【圖文】：

江 蘇 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文第一章 緒論用技術(shù)概述隨著物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等新興產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)帶寬的些因素都刺激著光纖通信系統(tǒng)的容量向更高的方向發(fā)展。伴隨著一系列技術(shù)的突破，光纖傳輸容量以每四年十倍左如圖 1.1 所示[1]。由于傳統(tǒng)單模光纖（Single-modefiber,SM和非線(xiàn)性效應(yīng)的限制，其傳輸容量已接近極限。

本文編號(hào)：2738917