全光網(wǎng)絡(luò)是未來網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的發(fā)展方向,其相對于目前廣泛應用的基于光電變換的網(wǎng)絡(luò),具有安全度高、容量大、阻塞小等重要優(yōu)點。全光網(wǎng)絡(luò)仍需攻克的技術(shù)難題包括:發(fā)送端的光源適配、傳輸鏈路的通信容量擴增,以及網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點的全光化等。針對上述關(guān)鍵技術(shù),本文針對性地研究和闡述了多項內(nèi)容:發(fā)送端方面,搭建了兩種多波長光纖激光器和單縱模窄線寬光纖激光器;傳輸鏈路方面,對于模分復用系統(tǒng)中廣泛應用的少模光纖,提出了一種模式可分辨的表征方法,并對其在外部擾動下的特性變化開展了深入的理論討論、仿真模擬和實驗研究工作;交換節(jié)點方面,參與了光交換器件的研制和全光交換系統(tǒng)的搭建,展示了本實驗室全光交換的集體研究成果。取得的主要創(chuàng)新成果如下:1、提出了一種基于空間域與頻率域掃描的對擾動下光纖中各階模式分別多參量表征的方法。研究了彎曲、扭轉(zhuǎn)等外部擾動對少模光纖高階模式的模式強度、群時延差、模斑分布、模式色散等多項特性的影響。實驗測試結(jié)果與仿真擬合結(jié)果高度一致,揭示了少模光纖各階模式特性在擾動下的變化規(guī)律,同時驗證了所提出方法的可行性。該方法研究內(nèi)容全面,僅通過單次測量即可提供精確的、模式階數(shù)可分辨的特性分析數(shù)據(jù),為實時表... 

【文章來源】：北京交通大學北京市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：159 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1. 引言
    1.2. 全光網(wǎng)絡(luò)及其關(guān)鍵器件的研究意義
        1.2.1. 全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及特點
        1.2.2. 發(fā)展全光網(wǎng)絡(luò)的重要驅(qū)動力
    1.3. 全光網(wǎng)絡(luò)中光開關(guān)的研究
        1.3.1. 全光交換的研究現(xiàn)狀及存在問題
        1.3.2. 全光交換的研究進展及意義
    1.4. 全光網(wǎng)絡(luò)中傳輸用光纖的研究
        1.4.1. 少模光纖模式特性的研究意義
        1.4.2. 少模光纖模式特性的研究
    1.5. 全光網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送端光源的研究
        1.5.1. 多波長可切換光纖激光器的研究
        1.5.2. 單縱模窄線寬激光器的研究
    1.6. 本論文的主要研究成果與內(nèi)容
2 少模光纖模式特性的表征
    2.1. 引言
    2.2. 多芯層少模光纖及其模式特性
        2.2.1. 多芯層少模光纖的設(shè)計
        2.2.2. 多芯層少模光纖的制造
        2.2.3. 多芯層少模光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)
    2.3. 表征光纖模式的特征參數(shù)研究
        2.3.1. 少模光纖的模式數(shù)量
        2.3.2. 少模光纖的模式差分時延
        2.3.3. 少模光纖的模式相關(guān)損耗
    2.4. 少模光纖的模式特性表征
        2.4.1. 少模光纖模式特性表征的理論基礎(chǔ)
        2.4.2. 少模光纖模式特性的實驗表征方法
        2.4.3. 實驗數(shù)據(jù)的處理方法
        2.4.4. 模式特性表征方法的應用范圍及注意事項
    2.5. 多芯層少模光纖的表征
    2.6. 本章小結(jié)
3 彎曲導致的外部擾動對少模光纖模式特性的影響
    3.1. 引言
    3.2. 彎曲對少模光纖模式特性的影響
        3.2.1. 彎曲少模光纖的數(shù)值仿真原理及方法
        3.2.2. 彎曲少模光纖的實驗研究
        3.2.3. 實驗注意事項
    3.3. 彎曲對少模光纖模式相關(guān)損耗的影響
        3.3.1. 模式相關(guān)損耗受彎曲影響的測量原理
        3.3.2. 模式相關(guān)損耗受彎曲影響的實驗結(jié)果及討論
    3.4. 彎曲對少模光纖模式時延的影響
        3.4.1. 模式時延受彎曲影響的仿真結(jié)果
        3.4.2. 模式時延受彎曲影響的實驗測量結(jié)果
    3.5. 彎曲對光纖中模式模場分布的影響
        3.5.1. 彎曲光纖模式模場分布的仿真結(jié)果
        3.5.2. 彎曲光纖模式模場分布的實驗結(jié)果
    3.6. 光纖彎曲擾動對光纖模式簡并狀態(tài)的影響
    3.7. 本章小結(jié)
4 少模光纖在扭轉(zhuǎn)下的模式特性表征及其在傳感方面的應用
    4.1. 引言
    4.2. 扭轉(zhuǎn)對光纖模式特征參數(shù)影響的理論分析
        4.2.1. 扭轉(zhuǎn)在光纖中引入的外部擾動
        4.2.2. 扭轉(zhuǎn)致外部擾動對光纖模式特性的影響
    4.3. 扭轉(zhuǎn)對光纖中模式特征參數(shù)影響的實驗研究
        4.3.1. 扭轉(zhuǎn)擾動下光纖模式特性變化的實驗表征方案
        4.3.2. 提取光纖中模場分布角度的算法研究
        4.3.3. 光纖內(nèi)的模場分布及模式間能量耦合隨光纖扭轉(zhuǎn)的變化
        4.3.4. 扭轉(zhuǎn)光纖模式表征方法的注意事項討論
    4.4. 扭轉(zhuǎn)致光纖模式特征變化在傳感方面的應用
        4.4.1. 基于少模光纖的位移和扭轉(zhuǎn)同時測量傳感方案
        4.4.2. 位移和扭轉(zhuǎn)同時測量傳感器的傳感結(jié)果分析
        4.4.3. 傳感實驗中的注意事項
        4.4.4. 位移和扭轉(zhuǎn)同時測量傳感器的可調(diào)節(jié)性分析
    4.5. 本章小結(jié)
5 光纖激光器的研究
    5.1. 引言
    5.2. 光纖光柵的研究
        5.2.1. 光纖光柵的理論及應用
        5.2.2. 光纖光柵的制作
    5.3. 基于啁啾光柵的多波長可切換光纖激光器的研究
        5.3.1. 啁啾光纖光柵
        5.3.2. 基于啁啾光柵的多波長可切換光纖激光器
    5.4. 基于取樣保偏光柵的多波長可切換光纖激光器
        5.4.1. 取樣保偏光纖光柵
        5.4.2. 基于取樣保偏光柵的多波長可切換光纖激光器
    5.5. 單縱模窄線寬光纖激光器的研究
        5.5.1. 在光纖上寫入啁啾光柵非對稱腔
        5.5.2. 基于啁啾非對稱F-P腔的單縱模窄線寬光纖激光器
    5.6. 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1. 總結(jié)
    6.2. 展望
參考文獻
作者簡歷及攻讀博士學位期間取得的研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]國務院關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導意見[J].   實驗室科學. 2015(04)
[4]“互聯(lián)網(wǎng)+”激活更多信息能源[J]. 馬化騰.  中國中小企業(yè). 2015(06)
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博士論文
[1]新型窄線寬光纖激光器與光纖傳感器的研究[D]. 尹彬.北京交通大學 2016
[2]石英基稀土摻雜單頻窄線寬光纖激光器及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李琦.北京交通大學 2013



本文編號：3628097