社會的高速發(fā)展自然會對信息傳輸提出更高速的需求,基于傳統(tǒng)單模光纖的信息通信系統(tǒng)的傳輸容量已經(jīng)逼近其理論上的香農(nóng)極限。作為應(yīng)對目前帶寬困境的模式復(fù)用技術(shù)一經(jīng)提出就吸引了大量研究人員的目光,也迅速成為解決困境的一項重要備選方案。模式轉(zhuǎn)換器作為模式復(fù)用系統(tǒng)的重要組成部分,自然也成為一項新興而熱門的研究方向。本文基于模式復(fù)用系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換技術(shù)設(shè)計了一款耦合長度1.5cm的全光纖型寬帶反拉錐模式轉(zhuǎn)換器。該模式轉(zhuǎn)換器基于同一包層內(nèi)兩根線性反拉錐的纖芯互耦合實現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換,能夠在超過300nm的帶寬內(nèi)實現(xiàn)80%以上的轉(zhuǎn)換效率,90%轉(zhuǎn)換效率額帶寬也達(dá)到220nm以上,且無模式串?dāng)_。研究模式轉(zhuǎn)換器各項參數(shù)對其性能的影響,發(fā)現(xiàn)該器件具有尺寸不敏感性的特殊優(yōu)點,能夠容忍細(xì)微的加工制作誤差,并且光纖型設(shè)計使得其可以套接現(xiàn)有光纖通信系統(tǒng)。本文對上述模式轉(zhuǎn)換器進(jìn)行兩次改進(jìn)。第一次改造讓光纖漸變結(jié)構(gòu)遵循一種精心設(shè)計的拉錐函數(shù)來改變耦合的速度和有效區(qū)域,將耦合長度減小到0.35cm,但是相比前述設(shè)計耦合效率和帶寬都有所減小,80%轉(zhuǎn)換效率的帶寬為180nm,仍能滿足實際需要。第二次改進(jìn)在纖芯中引入低折射率的硅材料內(nèi)插...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 模式復(fù)用研究現(xiàn)狀
        1.2.2 模式轉(zhuǎn)換器研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要內(nèi)容
第二章 光纖模式理論和特征
    2.1 光纖基本概念
    2.2 光纖模式
        2.2.1 矢量模式
        2.2.2 標(biāo)量模式
        2.2.3 線性偏振模的光場分布
    2.3 光纖模式的正交性
    2.4 本章小結(jié)
第三章 模式復(fù)用系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)
    3.0 模式復(fù)用系統(tǒng)
    3.1 模式復(fù)用關(guān)鍵技術(shù)
        3.1.1 少模光纖
        3.1.2 光放大器
        3.1.3 數(shù)字信號處理的相干檢測技術(shù)
        3.1.4 模式復(fù)用/解復(fù)用器
        3.1.5 模式轉(zhuǎn)換器
    3.2 模式耦合原理
        3.2.1 縱向耦合
        3.2.2 橫向耦合
    3.3 本章小結(jié)
第四章 光纖型反拉錐模式轉(zhuǎn)換器研究和設(shè)計
    4.1 光纖型反拉錐模式轉(zhuǎn)換器概述
    4.2 模式轉(zhuǎn)換器設(shè)計
        4.2.1 光纖型反拉錐模式轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)
        4.2.2 光束傳播法
        4.2.3 模式轉(zhuǎn)換器性能及參數(shù)影響
    4.3 性能比較
    4.4 本章小結(jié)
第五章 改進(jìn)的光纖型反拉錐模式轉(zhuǎn)換器設(shè)計
    5.1 改進(jìn)型反拉錐模式轉(zhuǎn)換器
        5.1.1 改進(jìn)型反拉錐模式轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)
        5.1.2 改進(jìn)型反拉錐模式轉(zhuǎn)換器性能
    5.2 改進(jìn)型內(nèi)插反拉錐模式轉(zhuǎn)換器
        5.2.1 改進(jìn)型內(nèi)插反拉錐模式轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)和性能
        5.2.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對性能的影響
    5.3 制作加工
    5.4 性能對比
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間完成的科研情況
致謝



本文編號：3902092