發(fā)布時間：2020-06-27 03:45

【摘要】：現代科技的快速發(fā)展使得通信容量以指數速率增長,以單模光纖為架構的光通信網絡逐漸達到其容量瓶頸。對于光的空間維度的開發(fā)利用有望使未來光通信容量繼續(xù)保持高速增長。在空間維度資源中,基于軌道角動量(OAM:Orbital Angular Momentum)的模式復用技術因其攜帶不同拓撲電荷數的多個OAM模式相互正交而成為提高通信容量的一種十分有潛力的方案。目前,對于OAM模式復用的研究主要集中在自由空間,而要想實現長距離的OAM復用傳輸,需要在光纖上進行OAM模式復用,OAM模式的產生和復用技術是其中的關鍵技術。本文的主要工作就是設計了一種全光纖的OAM模式選擇耦合器來產生和復用OAM模式,并實驗實現了全光纖兩個OAM模式的復用傳輸。此外,本文還提出一種基于橢圓光纖的本征模式復用方案,并利用仿真證明了其可行性,具體如下:(1)介紹了OAM模式復用的關鍵技術和模式選擇耦合器的幾種制作工藝。以耦合模理論為基礎,仿真得到了熔融拉錐工藝的關鍵參數。研究了熔融拉錐工藝并利用該工藝成功制備出光纖OAM模式選擇耦合器。(2)分析了光纖OAM模式選擇耦合器的性能。利用制備出的OAM模式選擇耦合器,在2km的光纖上實現了2個OAM模式的復用傳輸,對全光纖OAM模分復用系統(tǒng)的性能進行評估。(3)設計了一種支持6個本征模式作為獨立信道的橢圓光纖,同時設計了一種模式選擇耦合器用于本征模式的激發(fā)和復用,提出一種本征模式復用方案,仿真驗證了其可行性。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.1
【圖文】：

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文1 緒論引言光纖通信技術自上世紀誕生以來快速發(fā)展，通信速率以大約每四年十倍的，如圖 1-1 所示[1]。一方面，通信速率的飛速增長催生了通信業(yè)務的發(fā)展清視頻、實時視頻會議、遠程醫(yī)療教育等應用應運而生；另一方面，新型的發(fā)展又給通信速率、通信帶寬提出更高要求�？梢灶A見，在不遠的將來個萬物互聯(lián)的高速時代。

3圖 1-2 光波的物理維度[10]傳統(tǒng)的光載波往往是某一特定波長的載波。實際上，由光纖損耗所決定的光纖通信傳輸窗口分別為 850nm、1310nm 和 1550nm 窗口。光的 WDM 是將光纖的可用波段分成若干波長，其中每一個波長成為一個獨立信道，從而使帶寬成倍增加。目前，WDM 主要在 C 波段（1530nm-1565nm）范圍內使用，由于窄線寬激光光源、光合/分波器和摻鉺光纖放大器（EDFA：erbium-doped fiber amplifier）技術的成熟，以及 WDM 自身的高容量、低成本、對數據透明、易于擴容等優(yōu)點，WDM 在較長一段時間成為光纖通信容量增長的主要動力[12]。目前 WDM 系統(tǒng)的制約主要體現在光纖色散和非線性效應上，這對光源的線寬提出了更高要求。同時，EDFA 自身增益譜不平坦帶來的限制越來越大。目前，拉曼放大技術被視為非常有前景的中繼方

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本文編號：2731289