【摘要】：現(xiàn)代科技的快速發(fā)展使得通信容量以指數(shù)速率增長,以單模光纖為架構(gòu)的光通信網(wǎng)絡(luò)逐漸達(dá)到其容量瓶頸。對(duì)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(dòng)量(OAM:Orbital Angular Momentum)的模式復(fù)用技術(shù)因其攜帶不同拓?fù)潆姾蓴?shù)的多個(gè)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(duì)于OAM模式復(fù)用的研究主要集中在自由空間,而要想實(shí)現(xiàn)長距離的OAM復(fù)用傳輸,需要在光纖上進(jìn)行OAM模式復(fù)用,OAM模式的產(chǎn)生和復(fù)用技術(shù)是其中的關(guān)鍵技術(shù)。本文的主要工作就是設(shè)計(jì)了一種全光纖的OAM模式選擇耦合器來產(chǎn)生和復(fù)用OAM模式,并實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了全光纖兩個(gè)OAM模式的復(fù)用傳輸。此外,本文還提出一種基于橢圓光纖的本征模式復(fù)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(fù)用的關(guān)鍵技術(shù)和模式選擇耦合器的幾種制作工藝。以耦合模理論為基礎(chǔ),仿真得到了熔融拉錐工藝的關(guān)鍵參數(shù)。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(shí)現(xiàn)了2個(gè)OAM模式的復(fù)用傳輸,對(duì)全光纖OAM模分復(fù)用系統(tǒng)的性能進(jìn)行評(píng)估。(3)設(shè)計(jì)了一種支持6個(gè)本征模式作為獨(dú)立信道的橢圓光纖,同時(shí)設(shè)計(jì)了一種模式選擇耦合器用于本征模式的激發(fā)和復(fù)用,提出一種本征模式復(fù)用方案,仿真驗(yàn)證了其可行性。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN929.1
【圖文】：

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文1 緒論引言光纖通信技術(shù)自上世紀(jì)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(wù)的發(fā)展清視頻、實(shí)時(shí)視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程醫(yī)療教育等應(yīng)用應(yīng)運(yùn)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(yù)見，在不遠(yuǎn)的將來個(gè)萬物互聯(lián)的高速時(shí)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(shí)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(gè)波長成為一個(gè)獨(dú)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(nèi)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(shù)的成熟，以及 WDM 自身的高容量、低成本、對(duì)數(shù)據(jù)透明、易于擴(kuò)容等優(yōu)點(diǎn)，WDM 在較長一段時(shí)間成為光纖通信容量增長的主要?jiǎng)恿12]。目前 WDM 系統(tǒng)的制約主要體現(xiàn)在光纖色散和非線性效應(yīng)上，這對(duì)光源的線寬提出了更高要求。同時(shí)，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(shù)被視為非常有前景的中繼方

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本文編號(hào)：2731289