本文關(guān)鍵詞：多通道光子晶體波導(dǎo)解波分復(fù)用器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 波分復(fù)用技術(shù) 光子晶體波導(dǎo) 耦合 光子晶體

【摘要】：波分復(fù)用技術(shù)是全光纖網(wǎng)絡(luò)通信的常用技術(shù)。傳統(tǒng)的解波分復(fù)用器尺寸較大,傳輸信息時(shí)損耗過(guò)多,穩(wěn)定性也不理想,進(jìn)一步減小損耗、提高穩(wěn)定性也受到諸多限制。因此,本文采用彎曲型與直列型波導(dǎo)組合的結(jié)構(gòu)類型,利用波導(dǎo)之間耦合與解耦合的特性設(shè)計(jì)并優(yōu)化了三種解波分復(fù)用器:兩通道三波長(zhǎng)解波分復(fù)用器,三通道三波長(zhǎng)解波分復(fù)用器以及四通道四波長(zhǎng)解波分復(fù)用器。首先,設(shè)計(jì)并研究出一種兩通道三波長(zhǎng)光子晶體波導(dǎo)解波分復(fù)用器。通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)某麃?lái)建立光子晶體波導(dǎo)解波分復(fù)用器模型,運(yùn)用平面波展開(kāi)法計(jì)算耦合結(jié)構(gòu)的色散關(guān)系,找出了對(duì)應(yīng)的歸一化頻率范圍是0.369-0.484。通過(guò)調(diào)整介質(zhì)柱的半徑和個(gè)數(shù),對(duì)器件進(jìn)行優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了三個(gè)通信波長(zhǎng)(1310nm、1490nm、1550nm)光波透射率的優(yōu)化。進(jìn)一步設(shè)計(jì)并研究出一種三通道三波長(zhǎng)光子晶體波導(dǎo)解波分復(fù)用器。通過(guò)改變光子晶體介質(zhì)柱的折射率,半徑以及耦合點(diǎn)的歸一化頻率,設(shè)計(jì)出一種三個(gè)傳輸信道共振耦合結(jié)構(gòu)的光子晶體波導(dǎo)解波分復(fù)用器。在波長(zhǎng)分別為1490nm和1440nm光信號(hào)下的波導(dǎo)共振耦合區(qū)域添加介質(zhì)柱,形成一種新的共振耦合區(qū)域。在波長(zhǎng)為1310nm光波的信道輸出末端,改變介質(zhì)柱的半徑,使得波長(zhǎng)為1310nm光信號(hào)的透射率提高到了95.5%。仿真結(jié)果表明,增大介質(zhì)柱半徑,可以使得入射光波的透射率大幅度增強(qiáng)。最后,設(shè)計(jì)并研究出一種四通道四波長(zhǎng)光子晶體波導(dǎo)解波分復(fù)用器。利用波導(dǎo)之間共振耦合作用,四種波長(zhǎng)(1310nm、1490nm、1550nm、1670nm)的光波在各自的傳輸信道中傳播,實(shí)現(xiàn)了解波分復(fù)用功能。通過(guò)改變耦合區(qū)域介質(zhì)柱的半徑,增加一定數(shù)量的介質(zhì)柱,使得光波在傳輸時(shí)的透射率達(dá)到最佳效果。四種光波的頻譜透射率分別達(dá)到94%、87%、89%、96%,有著不錯(cuò)的透射性能。
【關(guān)鍵詞】：波分復(fù)用技術(shù) 光子晶體波導(dǎo) 耦合 光子晶體
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN252
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 引言8
• 1.2 光子晶體簡(jiǎn)述8-13
• 1.2.1 光子晶體的類別8-10
• 1.2.2 光子晶體的特性10-11
• 1.2.3 光子晶體的應(yīng)用11-13
• 1.3 光子晶體波導(dǎo)的發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 光子晶體波導(dǎo)的工作原理13
• 1.3.2 光子晶體波導(dǎo)的分類13-15
• 1.3.3 光子晶體波導(dǎo)的耦合模式理論15
• 1.4 波分復(fù)用技術(shù)(WDM)的現(xiàn)狀及發(fā)展15-16
• 1.5 本論文的研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)16-18
• 1.5.1 論文研究的目的及創(chuàng)新點(diǎn)16
• 1.5.2 論文內(nèi)容及結(jié)構(gòu)16-18
• 第二章 光子晶體波導(dǎo)解波分復(fù)用器的理論分析18-30
• 2.1 光子晶體波導(dǎo)解波分復(fù)用器的設(shè)計(jì)原理18-20
• 2.2 Optiwave OptiFDTD仿真軟件簡(jiǎn)介20-21
• 2.3 光子晶體波導(dǎo)解波分復(fù)用器的計(jì)算方法21-29
• 2.3.1 平面波展開(kāi)法23-26
• 2.3.2 傳輸矩陣法26-27
• 2.3.3 時(shí)域有限差分法27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 兩通道光子晶體波導(dǎo)解波分復(fù)用器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化30-36
• 3.1 引言30
• 3.2 模型分析30-35
• 3.3 本章小結(jié)35-36
• 第四章 三通道光子晶體波導(dǎo)解波分復(fù)用器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化36-44
• 4.1 引言36
• 4.2 理論分析及模型36-39
• 4.3 仿真分析39-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 第五章 四通道光子晶體波導(dǎo)解波分復(fù)用器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化44-51
• 5.1 引言44
• 5.2 模型設(shè)計(jì)44-46
• 5.3 仿真分析及優(yōu)化46-49
• 5.3.1 改變介質(zhì)柱半徑及數(shù)量47-48
• 5.3.2 改變隔離度48-49
• 5.4 本章小結(jié)49-51
• 第六章 總結(jié)與展望51-53
• 6.1 總結(jié)51
• 6.2 展望51-53
• 參考文獻(xiàn)53-58
• 致謝58-59
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果59

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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