光濾波器是用來進行波長選擇的器件,它可以從眾多的波長中過濾掉特定的波長,在光纖傳感以及光纖通信系統(tǒng)中具有許多重要的應(yīng)用,例如波長選擇、光放大器的噪聲濾除、增益均衡、光復(fù)用/解復(fù)用等。近年來,隨著密集波分復(fù)用（DWDM）和光頻復(fù)用（OFDM）技術(shù)的快速發(fā)展,在提升光通道的靈活選擇性和降低系統(tǒng)工作成本方面,可調(diào)諧光濾波器具有十分重要的意義。目前對于可調(diào)諧光濾波器的研究主要包括馬赫增德爾光濾波器、聲光可調(diào)諧濾波器、分布反饋（DFB）激光可調(diào)諧光濾波器、光柵濾波器,可調(diào)諧法布里珀羅濾波器等。其中基于長周期波導(dǎo)光柵的濾波器由于制作靈活,可基于多種材料和結(jié)構(gòu),背向反射低,插入損耗小,在調(diào)諧范圍和溫度敏感性方面的優(yōu)秀表現(xiàn)被人們所關(guān)注。本文首次提出將兩段聚合物長周期波導(dǎo)光柵進行級聯(lián),來實現(xiàn)一個帶寬更窄的濾波器的方案。文章首先介紹了光波導(dǎo)的基礎(chǔ)理論和基于模式耦合理論的長周期波導(dǎo)光柵的工作原理,分析了級聯(lián)長周期波導(dǎo)光柵的工作原理。接著介紹了我們設(shè)計的第一種器件結(jié)構(gòu):一種基于基模與包層模工作的上表面長周期光柵濾波器。首先根據(jù)波導(dǎo)的色散曲線,我們確定了單模波導(dǎo)的尺寸。仿真得到兩個工作模式的有效折射率后,我們通... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1條形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)

第二章長周期波導(dǎo)光柵關(guān)鍵理論分析7將2-2式代入2-3式可得：222222201()1()[(,)]0()()effXxYyknxynXxxYyy++=（2-4）在上式左邊加，減去一個獨立于y方向的量220kN(x),從而可將該式分解為兩個獨立的方程：222220()[(,)]()0effYyknxynYyy+=（2-5-1）222220()[(,)]()0effXxknxynXxx+=（2-5-2）上面兩個式子分別對應(yīng)y方向受限和x方向受限的兩個平板波導(dǎo)的波動方程。說明分析條形波導(dǎo)時，可以將其等效為兩個分別在垂直方向和水平方向受限的平板波導(dǎo)來處理。圖2-2條形波導(dǎo)的有效折射率解法接下來使用如圖2-2所示的方法進行求解，1、先將條形波導(dǎo)等效為垂直方向受限的平板波導(dǎo)：22222224012222112arctan()arctan(),xxxxxNnNnkbnNnnNnN=++n=0,1,2...（2-6）2、再將其等效為水平方向受限的平板波導(dǎo)，求解出平板波導(dǎo)的TM模

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文822222222350222222352arctan()arctan(),xeffxeffxeffxeffxeffNnnNnnkbNnmnNnnNn=++m=0,1,2...（2-7）當(dāng)對一個具體的條形波導(dǎo)進行求解時，我們可以采用作圖法，利用MATLAB求解出這個被等效的平板波導(dǎo)的有效折射率effn，也就是求出了條形波導(dǎo)xmnE模的有效折射率。2.2長周期波導(dǎo)光柵的理論分析2.2.1長周期波導(dǎo)光柵的耦合模理論光波導(dǎo)中，絕大部分能量都集中于芯層，以芯層模式的形式傳輸，但同時也總有小部分能量散布在包層中。理論上光波導(dǎo)中的芯層模式和包層模式是正交的，各自獨立傳輸，不會發(fā)生耦合。即同一個波導(dǎo)中，兩個不同的模式之間的模場積分為0。**[(,)(,)(,)(,)]0uxvyuyvxsExyHxyExyHxydxdy=（2-8）uE,vE兩個模式的電場，uH,vH是模式的磁場，并且uv。上式也可用式（2-9）表示：+*-[(,)(,)]0()uzvzExyHxydxdyuv=（2-9）上面兩個式子可用于計算兩個模式耦合時的耦合系數(shù)。圖2-3常見的長周期波導(dǎo)光柵結(jié)構(gòu)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Tunable optical filter using second-order micro-ring resonator[J]. 鄧林,李德釗,劉子龍,孟英昊,郭小男,田永輝.  Chinese Physics B. 2017(02)
[2]我國光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀與未來前景探討[J]. 劉潔.  電子技術(shù)與軟件工程. 2014(02)
[3]可調(diào)諧光濾波器的研究[J]. 馬紅玉,陳根祥.  光通信技術(shù). 2011(03)
[4]可調(diào)諧光濾波器的研究進展[J]. 宋明,謝芳,馮其波.  光學(xué)儀器. 2006(05)
[5]對光纖通信現(xiàn)狀與未來的思考[J]. 王海潼,孟杰.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2003(16)



本文編號：3012562