科技發(fā)展增加了人們對信息的需求,傳統(tǒng)通信已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們對現(xiàn)在生活的各種要求。目前通信技術(shù)正以大容量、高速率的方向發(fā)展,如何進(jìn)一步擴(kuò)大通信容量、提高通信速率是目前的首要任務(wù),而全光網(wǎng)絡(luò)通信具有超大容量和超高速率的特點(diǎn)成為解決這一問題的新興技術(shù)之一。全光網(wǎng)絡(luò)需要高性能的光學(xué)器件支撐,偏振分束器是全光網(wǎng)絡(luò)中重要的光器件之一。本文正是在這樣的背景下對基于光子晶體光纖偏振分束器的特性進(jìn)行了研究,利用模式耦合理論和全矢量有限元法分別研究了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和不同基質(zhì)材料對偏振分束器耦合長度、消光比、帶寬等性能的影響,通過對不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化完成以下三種高性能偏振分束器的設(shè)計(jì):1.研究了一種基于二氧化硅的雙芯光子晶體光纖偏振分束器,采用模式耦合理論知識和有限元法研究了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對光子晶體光纖偏振分束器特征的影響,通過對結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化,設(shè)計(jì)出了性能優(yōu)良的偏振分束器。結(jié)果顯示:當(dāng)入射光波長是1.55?m時(shí),分束器的長度是384.425?m,消光比是-115.802dB,且當(dāng)消光比小于等于-20dB時(shí)帶寬是160nm,對應(yīng)的波長范圍是1.51¹.67?m,覆蓋了S波段、C波段、L波...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 光子晶體光纖概述
        1.2.1 光子晶體光纖分類
        1.2.2 光子晶體光纖制備
        1.2.3 光子晶體光纖特性
    1.3 光子晶體光纖偏振分束器概述及研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的研究內(nèi)容和工作安排
第2章 光子晶體光纖的理論研究基礎(chǔ)與建模原理
    2.1 光子晶體光纖的理論研究方法
        2.1.1 等效折射率法(EIM)
        2.1.2 平面波展開法(PWM)
        2.1.3 光束傳播法(BPM)
        2.1.4 多級法(MM)
        2.1.5 正交函數(shù)展開法(OHE)
        2.1.6 時(shí)域有限差分法(FDTD)
        2.1.7 有限元法(FEM)
    2.2 全矢量有限元法
        2.2.1 全矢量有限元法基本原理
        2.2.2 完美匹配層的邊界條件
        2.2.3 COMSOL Multiphysics軟件的介紹
    2.3 總結(jié)
第3章 基于石英玻璃的雙芯光子晶體光纖偏振分束器特性研究
    3.1 雙芯光纖的模式耦合理論
    3.2 衡量光子晶體光纖偏振分束器性能指標(biāo)
    3.3 基于二氧化硅雙芯光子晶體光纖偏振分束器特性研究
        3.3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)設(shè)置
        3.3.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對耦合特性的影響
        3.3.3 偏振分束器特性分析
        3.3.4 小結(jié)
    3.4 總結(jié)
第4章 基于碲玻璃的雙芯光子晶體光纖偏振分束器特性研究
    4.1 基于碲玻璃的五橢圓空氣孔雙芯光子晶體光纖偏振分束器特性研究
        4.1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)設(shè)置
        4.1.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對耦合特性的影響
        4.1.3 偏振分束器特性分析
        4.1.4 小結(jié)
    4.2 基于碲玻璃的超短雙芯光子晶體光纖偏振分束器特性研究
        4.2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)設(shè)置
        4.2.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對耦合特性的影響
        4.2.3 偏振分束器特性分析
        4.2.4 小結(jié)
    4.3 總結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝



本文編號：3857948