近年來(lái)隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”和5G概念的提出,大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興技術(shù)的快速發(fā)展,人們對(duì)通信帶寬的需求越來(lái)越高。隨著傳統(tǒng)的通信光纖容量逐漸逼近香農(nóng)極限,擴(kuò)大光纖通信系統(tǒng)的容量是目前當(dāng)務(wù)之急,空間維度的使用是解決這一供需矛盾的關(guān)鍵。偏振復(fù)用技術(shù)正是空分復(fù)用中的一種,在同一波長(zhǎng)信道中,通過(guò)相互正交的偏振態(tài)同時(shí)傳輸兩路獨(dú)立的數(shù)據(jù)信息,可以提高頻譜利用率和系統(tǒng)傳輸容量。在偏振復(fù)用系統(tǒng)中,信號(hào)發(fā)送模塊是系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件之一,需要產(chǎn)生一對(duì)正交的偏振光。本文設(shè)計(jì)的基于多模干涉理論的光子晶體偏振光分束器,不僅結(jié)合了光子晶體本身的特點(diǎn)和偏振復(fù)用的技術(shù)優(yōu)勢(shì),而且還含有多模干涉耦合器件的優(yōu)點(diǎn),為設(shè)計(jì)集成化的偏振復(fù)用器件提供了思路。本文首先對(duì)多模干涉理論進(jìn)行了分析,采用了導(dǎo)模傳輸分析法分析了一般性干涉條件下的自成像原理,得到了輸入場(chǎng)在輸出端成正像和鏡像的一般條件。根據(jù)多模干涉原理和全內(nèi)反射效應(yīng)設(shè)計(jì)了基于定向耦合型的光子晶體偏振光分束器,該分束器由兩個(gè)單模波導(dǎo)構(gòu)成,通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)單模波導(dǎo)的寬度可以改變耦合長(zhǎng)度。利用平面波展開(kāi)法和時(shí)域有限差分法（FDTD）進(jìn)行分析計(jì)算,光子晶體偏振光分束器可以實(shí)現(xiàn)了分束兩種偏振態(tài)的功能。... 

【文章來(lái)源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 光子晶體的概述
        1.1.1 光子晶體概念
        1.1.2 光子晶體性質(zhì)
        1.1.3 光子晶體應(yīng)用
    1.2 偏振光分束器介紹
    1.3 基于光子晶體偏振光分束器研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的研究重點(diǎn)與安排
        1.4.1 論文的研究重點(diǎn)
        1.4.2 論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 光子晶體偏振光分束器基本理論
    2.1 平面波展開(kāi)法
        2.1.1 平面波展開(kāi)法的基本原理
        2.1.2“超晶胞”基本理論
    2.2 時(shí)域有限差分法（FDTD）
        2.2.1 時(shí)域有限差分法的基本公式
        2.2.2 完全匹配層吸收邊界
        2.2.3 數(shù)值穩(wěn)定性和色散
        2.2.4 激勵(lì)源的選擇
    2.3 多模干涉理論
        2.3.1 導(dǎo)模傳輸分析法
        2.3.2 多模干涉一般成像分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 偏振分束波導(dǎo)的性能分析
    3.1 二維三角晶格光子晶體帶隙研究
        3.1.1 空氣孔型光子晶體帶隙研究
        3.1.2 介質(zhì)柱型光子晶體帶隙研究
    3.2 二維三角晶格偏振分束波導(dǎo)傳輸特性
        3.2.1 直線型三角晶格光子晶體偏振分束波導(dǎo)研究
        3.2.2 彎曲型三角晶格光子晶體偏振分束波導(dǎo)研究
    3.3 本章小結(jié)
第四章 光子晶體偏振光分束器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化
    4.1 偏振光分束器性能參數(shù)
    4.2 基于定向耦合結(jié)構(gòu)的光子晶體偏振光分束器設(shè)計(jì)與性能分析
        4.2.1 基于定向耦合結(jié)構(gòu)的光子晶體偏振光分束器設(shè)計(jì)
        4.2.2 基于定向耦合結(jié)構(gòu)的光子晶體偏振光分束器性能分析與優(yōu)化
    4.3 分叉型光子晶體偏振光分束器設(shè)計(jì)與性能分析
    4.4 基于硅材料的光子晶體偏振分束器的設(shè)計(jì)與性能分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 光子晶體偏振分束器的應(yīng)用
    5.1 基于定向耦合結(jié)構(gòu)的光子晶體偏振光分束器在集成光學(xué)中的應(yīng)用
    5.2 基于定向耦合結(jié)構(gòu)的光子晶體偏振光分束器在光傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫(xiě)的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]軌道角動(dòng)量態(tài)復(fù)用通信研究[J]. 趙生妹,蔣欣成,鞏龍延,程維文,鄭寶玉.  南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(06)
[2]復(fù)式晶格光子晶體多波長(zhǎng)THz光開(kāi)關(guān)[J]. 劉佳,陳鶴鳴.  光通信研究. 2015(03)
[3]二維光子晶體偏振濾波分束器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J]. 王晨歌,張彩妮,陳侃,黃騰超,舒曉武,劉承.  光子學(xué)報(bào). 2014(12)
[4]三波長(zhǎng)光子晶體波分復(fù)用器的研究[J]. 莊煜陽(yáng),陳鶴鳴.  光通信研究. 2013(06)
[5]一種高效光子晶體偏振光分束器[J]. 周飛,費(fèi)宏明,陳智輝,劉欣,楊毅彪.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2013(06)
[6]軌道角動(dòng)量復(fù)用技術(shù)[J]. 黃銘,毛福春,曾佳,曹慧露,馮云.  中國(guó)無(wú)線電. 2013(05)
[7]烽火通信全力推動(dòng)100G規(guī)模部署[J].   通信世界. 2013(11)
[8]納米集成電路大生產(chǎn)中新工藝技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 吳漢明,吳關(guān)平,吳金剛,黃河,俞少峰,李序武,卜偉海.  中國(guó)科學(xué):信息科學(xué). 2012(12)
[9]偏振復(fù)用光纖通信系統(tǒng)色散均衡器及算法的研究[J]. 曾祥燁,劉劍飛,趙啟大.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2012(02)
[10]二維光子晶體四波長(zhǎng)波分復(fù)用器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化[J]. 吳曉陽(yáng),梁培,董前民,王樂(lè).  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2011(12)

博士論文
[1]模分復(fù)用系統(tǒng)解復(fù)用技術(shù)研究[D]. 閆李.吉林大學(xué) 2016

碩士論文
[1]光軌道角動(dòng)量模分復(fù)用技術(shù)在光通信中的應(yīng)用[D]. 張基彪.電子科技大學(xué) 2016
[2]用于光纖模分復(fù)用的光纖模式變換和模分復(fù)用技術(shù)研究[D]. 高松.北京交通大學(xué) 2014
[3]高效波長(zhǎng)與偏振光分束器的設(shè)計(jì)與研究[D]. 張旋.南昌大學(xué) 2012
[4]高效光子晶體光分束器的設(shè)計(jì)與研究[D]. 郭浩.南昌大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3499723