無(wú)線(xiàn)激光通信系統(tǒng)中由于空間光的模式受到大氣湍流的影響,形成光束模式退化,導(dǎo)致與接收端耦合使用的單模光纖模場(chǎng)不完全匹配,從而降低了空間光-單模光纖的耦合效率。因此對(duì)光束模式與光纖模式進(jìn)行匹配尤為重要。本文研究了以液晶空間光調(diào)制器為核心架構(gòu)的自由空間光模式轉(zhuǎn)換方法,并對(duì)轉(zhuǎn)換傳輸函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理,實(shí)驗(yàn)研究模式轉(zhuǎn)換方案對(duì)于單模光纖耦合效率的提高。主要工作如下:1、分析了光纖的模式理論并推導(dǎo)了高低階模式間互換的轉(zhuǎn)換傳輸函數(shù)表達(dá)式,為后期轉(zhuǎn)換模型的建立給予了理論基礎(chǔ)。2、利用二進(jìn)制相位進(jìn)行了 LP01模式-高階模式的激勵(lì),將其作為湍流退化后的高階模式,之后利用二進(jìn)制相位實(shí)現(xiàn)了高階模式-LP01模式的轉(zhuǎn)換,并確立了轉(zhuǎn)換傳輸函數(shù)和相應(yīng)轉(zhuǎn)換效率評(píng)價(jià)指標(biāo)。3、利用模擬退火算法對(duì)轉(zhuǎn)換傳輸函數(shù)相位進(jìn)行了隨機(jī)擾動(dòng)優(yōu)化,分析了初始溫度、退火系數(shù)、擾動(dòng)次數(shù)和優(yōu)化區(qū)域具體參數(shù)的選取對(duì)模式轉(zhuǎn)換效率的影響。以轉(zhuǎn)換效率作為評(píng)價(jià)指標(biāo),確立了模擬退火算法優(yōu)化后的最佳轉(zhuǎn)換傳輸函數(shù)及其相位全息圖,較純二進(jìn)制相位轉(zhuǎn)換后的轉(zhuǎn)換效率得到了大幅度提升。結(jié)合模擬退火算法優(yōu)化改進(jìn)了模式轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。4、搭建了模式轉(zhuǎn)換下的耦合實(shí)驗(yàn)平臺(tái),研究了模式轉(zhuǎn)... 

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 空間光耦合的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 模式轉(zhuǎn)換的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究意義
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
2 模式轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)理論
    2.1 衍射
        2.1.1 衍射的角譜概念
        2.1.2 菲涅爾衍射
        2.1.3 夫瑯禾費(fèi)衍射
    2.2 透鏡的傅里葉變換與OTI系統(tǒng)
        2.2.1 透鏡的傅里葉變換性質(zhì)
        2.2.2 OTI系統(tǒng)基本概念
    2.3 模式理論基礎(chǔ)
    2.4 本章小結(jié)
3 空間相位調(diào)制模式轉(zhuǎn)換
    3.1 空間相位調(diào)制
        3.1.1 相位板簡(jiǎn)介
        3.1.2 液晶空間光調(diào)制器特性原理
    3.2 基于OTI系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換系統(tǒng)模型
        3.2.1 空間濾波系統(tǒng)
        3.2.2 建立仿真坐標(biāo)系之間的關(guān)系
        3.2.3 基于OTI系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換系統(tǒng)模型
    3.3 轉(zhuǎn)換結(jié)果仿真分析
        3.3.1 LP01模式到高階模式的激勵(lì)
        3.3.2 高階模式到LP01模式的轉(zhuǎn)換
    3.4 轉(zhuǎn)換效率定量分析
    3.5 本章小結(jié)
4 模式轉(zhuǎn)換的優(yōu)化改進(jìn)
    4.1 模擬退火算法
        4.1.1 模擬退火算法的原理
        4.1.2 模擬退火算法的特點(diǎn)和應(yīng)用
    4.2 基于模擬退火算法的模式轉(zhuǎn)換優(yōu)化
        4.2.1 模擬退火算法對(duì)模式轉(zhuǎn)傳輸函數(shù)的優(yōu)化
        4.2.2 模擬退火算法參數(shù)對(duì)模式轉(zhuǎn)換的影響分析
    4.3 無(wú)優(yōu)化與模擬退火算法優(yōu)化的模式轉(zhuǎn)換比較
    4.4 本章小結(jié)
5 模式轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)研究
    5.1模式轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
        5.1.1 模式轉(zhuǎn)換系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及設(shè)備
        5.1.2 模式轉(zhuǎn)換系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析處理
    5.2 耦合效率的實(shí)驗(yàn)研究
        5.2.1 模式轉(zhuǎn)換用于耦合的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
        5.2.2 模式轉(zhuǎn)換用于耦合實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 論文研究總結(jié)
    6.2 前景與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間主要研究成果



本文編號(hào)：3676157