發(fā)布時間：2022-08-08 16:45

　　作為一種可有效解決單模光纖容量瓶頸的技術(shù),模分復(fù)用近年來受到廣泛的關(guān)注。模分復(fù)用技術(shù)的實現(xiàn)有賴于各種模分復(fù)用器,本文對此進行了研究,設(shè)計了基于級聯(lián)垂直波導(dǎo)定向耦合器的寬帶模分復(fù)用器,可以實現(xiàn)少模波導(dǎo)中六個模式(E₃₁、E₁₃、E₂₂、E₂₁、E₁₂和E₁₁模)的復(fù)用/解復(fù)用。器件波導(dǎo)的芯層、包層材料分別為聚合物材料EpoCore、EpoClad。垂直定向耦合器可以解決兩個模式之間因耦合系數(shù)為零而無法耦合的問題,合理設(shè)計其相對位置可分別使五個高階模與基模耦合,這是實現(xiàn)復(fù)用/解復(fù)用的基礎(chǔ)。在耦合區(qū)域引入錐形波導(dǎo),這是實現(xiàn)寬帶寬的充分條件。器件采用三層波導(dǎo)結(jié)構(gòu),可提供較大的設(shè)計靈活性,比起雙層波導(dǎo)結(jié)構(gòu),其可縮短原本因錐形波導(dǎo)而增加的器件總長度。論文的主要內(nèi)容如下:首先,介紹了模分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展歷程,介紹了國內(nèi)外基于垂直定向耦合器結(jié)構(gòu)實現(xiàn)多種光波導(dǎo)器件以及基于非對稱Y分支實現(xiàn)模分復(fù)用的研究成果。其次,介紹了相關(guān)理論基礎(chǔ),重點介紹了從有效折射率法出發(fā)分析矩形波導(dǎo),利... 

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
簡縮字表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 模分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀
    1.3 垂直定向耦合器的發(fā)展及研究現(xiàn)狀
    1.4 基于非對稱Y分支實現(xiàn)模分復(fù)用的研究現(xiàn)狀
    1.5 主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
第二章 理論分析
    2.1 光波導(dǎo)模式
    2.2 矩形波導(dǎo)的分析
    2.3 耦合模理論
    2.4 定向耦合器的工作原理
        2.4.1 對稱定向耦合器的工作原理
        2.4.2 非對稱定向耦合器的工作原理
    2.5 垂直耦合器
    2.6 本章小結(jié)
第三章 器件的設(shè)計及仿真
    3.1 器件的工作目標(biāo)
    3.2 器件的模型
        3.2.1 水平方向上的結(jié)構(gòu)特點
        3.2.2 垂直方向上的結(jié)構(gòu)特點
    3.3 器件的設(shè)計思路
    3.4 耦合器相關(guān)參數(shù)的設(shè)計
        3.4.1 波導(dǎo)材料的折射率
        3.4.2 波導(dǎo)截面尺寸的設(shè)計
        3.4.3 耦合區(qū)的參數(shù)設(shè)計
        3.4.4 輔助彎曲波導(dǎo)的參數(shù)設(shè)計
        3.4.5 仿真結(jié)果及設(shè)計
    3.5 器件設(shè)計的優(yōu)化
        3.5.1 參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計
        3.5.2 工作帶寬的分析
    3.6 整體器件的設(shè)計與仿真
        3.6.1 器件結(jié)構(gòu)與參數(shù)的優(yōu)化
        3.6.2 仿真結(jié)果分析
    3.7 本章小結(jié)
第四章 集成非對稱Y分支和垂直定向耦合器的寬帶模分復(fù)用器的設(shè)計
    4.1 器件的工作目標(biāo)及模型
        4.1.1 工作目標(biāo)
        4.1.2 器件的結(jié)構(gòu)特點及解復(fù)用過程
    4.2 非對稱Y分支的工作原理
    4.3 器件的參數(shù)設(shè)計
        4.3.1 非對稱Y分支的參數(shù)設(shè)計
        4.3.2 垂直定向耦合器的參數(shù)設(shè)計
        4.3.3 整體器件的參數(shù)設(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 工作展望
致謝
參考文獻
碩士研究生期間取得的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]光纖技術(shù)的發(fā)展及其在光通信中的應(yīng)用[J]. 張寧,紀(jì)越峰.  光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù). 2004(03)

博士論文
[1]模分復(fù)用系統(tǒng)解復(fù)用技術(shù)研究[D]. 閆李.吉林大學(xué) 2016

碩士論文
[1]基于非對稱定向耦合器的LP01模與LP11b模轉(zhuǎn)換研究[D]. 趙偉科.電子科技大學(xué) 2016



本文編號：3671866