發(fā)布時(shí)間：2023-02-17 10:32

　　軌道角動(dòng)量(OAM)模式之間的正交性和理論上其階數(shù)的無限性,可使其在未來空分復(fù)用(SDM)通信系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用,極大提高通信系統(tǒng)容量。OAM模式與傳統(tǒng)光纖的本征模式之間雖有特殊的疊加關(guān)系,但存在相位奇點(diǎn)、光場中心強(qiáng)度為零。因此,支持OAM模式的光纖需特殊設(shè)計(jì)。本文重點(diǎn)圍繞支持OAM模式的光子晶體光纖(PCF)設(shè)計(jì)開展研究,給出一種支持54個(gè)OAM模式的PCF結(jié)構(gòu),對其傳輸特性進(jìn)行了深入分析;將該P(yáng)CF與新型材料磁流體(Magnetic Fluid,MF)相結(jié)合,分析了其傳輸性能的磁可調(diào)性。本文的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下:1.從光子波動(dòng)性出發(fā),描述了OAM光束角動(dòng)量與能量的比值關(guān)系以及OAM的模式特征,對OAM光纖的傳輸特性參數(shù)進(jìn)行了總結(jié),包括有效折射率、色散、限制損耗(Confinement Loss,CL)和非線性系數(shù)等。2.提出一種支持OAM模式傳輸?shù)男滦蚉CF結(jié)構(gòu),其中環(huán)芯傳光層夾在內(nèi)包層和外包層之間,內(nèi)包層為一個(gè)較大的空氣孔,而外包層由周期排列的空氣孔和二氧化硅基礎(chǔ)材料組成,外包層空氣孔半徑和每層空氣孔的間距沿徑向逐漸增大。該結(jié)構(gòu)的好處在于可以增加光纖傳輸層和包層的折射率差異,能...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀
        1.2.1 支持OAM模式光纖的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 OAM光纖通信的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 基于磁流體光纖結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文創(chuàng)新點(diǎn)及內(nèi)容安排
第二章 OAM 光纖模式理論及其特性參數(shù)
    2.1 OAM光束的電磁理論基礎(chǔ)
    2.2 OAM光束分類及OAM模式的產(chǎn)生方式
        2.2.1 OAM光束分類
        2.2.2 OAM模式的產(chǎn)生
    2.3 光纖中的OAM模式
        2.3.1 OAM模式對應(yīng)的本征模式求解
        2.3.2 光纖中的OAM模式
    2.4 OAM光纖的傳輸特性
        2.4.1 OAM模式的有效折射率
        2.4.2 OAM光纖的色散特性
        2.4.3 限制損耗
        2.4.4 OAM光纖的非線性特性
    2.5 本章小結(jié)
第三章 OAM光子晶體光纖設(shè)計(jì)及其傳輸特性研究
    3.1 光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)
    3.2 用于仿真計(jì)算PCF的 COMSOL軟件
        3.2.1 COMSOL軟件概述
        3.2.2 計(jì)算PCF的有限元分析法
        3.2.3 COMSOL軟件仿真計(jì)算PCF的具體步驟
    3.3 PCF傳輸特性分析
        3.3.1 有效折射率
        3.3.2 色散特性
        3.3.3 限制損耗
        3.3.4 非線性特性
    3.4 本章小結(jié)
第四章 OAM光子晶體光纖的磁可調(diào)性
    4.1 磁流體折射率的磁可調(diào)性
    4.2 PCF的液體填充技術(shù)
    4.3 磁場強(qiáng)度對基于磁流體PCF結(jié)構(gòu)的傳輸特性影響
        4.3.1 有效折射率
        4.3.2 色散特性
        4.3.3 限制損耗
        4.3.4 非線性特性
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 未來工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號：3744520