自高錕先生提出以玻璃作為光通信媒介以來(lái),得益于光纖設(shè)計(jì)制備、波分復(fù)用、寬帶放大、高階調(diào)制和相干接收等技術(shù)的發(fā)展,光纖傳輸容量實(shí)現(xiàn)了持續(xù)高速增長(zhǎng),而今,光纖已成為全球通信網(wǎng)絡(luò)的基石。隨著5G、大數(shù)據(jù)、云存儲(chǔ)、云計(jì)算、高清視頻等的迅速發(fā)展,全球因特網(wǎng)數(shù)據(jù)流量預(yù)計(jì)仍將以年均約26%的速度高速增長(zhǎng),“萬(wàn)物互聯(lián)”的新時(shí)代對(duì)于光纖傳輸容量提出了更高的要求。然而由于非線性效應(yīng)以及光致連續(xù)損傷效應(yīng),傳統(tǒng)技術(shù)手段難以維持光纖傳輸容量的高速增長(zhǎng)。而空分復(fù)用技術(shù)能夠充分利用光纖的空間維度,通過(guò)正交模式復(fù)用或多纖芯復(fù)用的技術(shù)手段,有望實(shí)現(xiàn)單根光纖傳輸容量的成倍增長(zhǎng)。研究空分復(fù)用技術(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)下一代大容量光纖通信具有重要意義。本文聚焦于弱耦合空分復(fù)用特種光纖及關(guān)鍵器件相關(guān)的研究,具體研究?jī)?nèi)容包括:低模間串?dāng)_少模光纖設(shè)計(jì)與性能表征、寬帶弱耦合多芯光纖設(shè)計(jì)、模分復(fù)用關(guān)鍵器件設(shè)計(jì)與制備等方面。論文的創(chuàng)新點(diǎn)和主要研究成果如下:1)針對(duì)階躍少模光纖中LP₂₁模與LP₀₂模之間存在較強(qiáng)模式耦合的問(wèn)題,創(chuàng)新性地提出了環(huán)輔助型少模光纖結(jié)構(gòu)。通過(guò)優(yōu)化環(huán)輔助結(jié)構(gòu)的參數(shù),設(shè)計(jì)制備了最小模間有... 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：201 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)對(duì)照表
第一章 緒論
    1.1 光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
        1.1.1 通信光纖的演變
        1.1.2 提升光纖傳輸容量的關(guān)鍵技術(shù)
    1.2 單模光纖傳輸容量的限制因素
        1.2.1 非線性效應(yīng)
        1.2.2 光致連續(xù)損傷
    1.3 空分復(fù)用光纖通信技術(shù)
        1.3.1 多纖光纜
        1.3.2 少模/多模光纖
        1.3.3 多芯光纖
    1.4 本論文研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
第二章 光纖模式理論
    2.1 階躍折射率光纖中的模式
        2.1.1 矢量模
        2.1.2 線偏振模
    2.2 耦合模理論
        2.2.1 基于微擾理論的耦合模方程
        2.2.2 定向耦合器基礎(chǔ)特性
        2.2.3 少模光纖中的模式耦合
        2.2.4 多芯光纖串?dāng)_計(jì)算
    2.3 本章小結(jié)
第三章 環(huán)輔助型弱耦合少模光纖設(shè)計(jì)與表征
    3.1 環(huán)輔助型四模光纖設(shè)計(jì)
        3.1.1 設(shè)計(jì)原理
        3.1.2 光纖參數(shù)優(yōu)化
    3.2 四模光纖性能表征
        3.2.1 光纖衰減表征
        3.2.2 基于S2測(cè)試的模式重建與群延時(shí)測(cè)量
        3.2.3 基于掃描波長(zhǎng)干涉儀的分布式模式耦合測(cè)量
        3.2.4 光致連續(xù)損傷閾值功率測(cè)量
    3.3 環(huán)輔助型七模光纖設(shè)計(jì)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 低串?dāng)_寬帶多芯光纖設(shè)計(jì)
    4.1 修正的多芯光纖串?dāng)_計(jì)算方法
    4.2 125微米包層寬帶單模多芯光纖設(shè)計(jì)
        4.2.1 纖芯排布方式比較
        4.2.2 寬帶長(zhǎng)距傳輸六芯光纖設(shè)計(jì)優(yōu)化
        4.2.3 寬帶短距傳輸八芯光纖設(shè)計(jì)優(yōu)化
    4.3 本章小結(jié)
第五章 弱耦合模分復(fù)用關(guān)鍵器件設(shè)計(jì)與制備
    5.1 熔融拉錐選模耦合器設(shè)計(jì)與制備
        5.1.1 相位匹配與絕熱條件
        5.1.2 寬帶低插損LP01與LP11模模式耦合器制備與表征
        5.1.3 LP21模式耦合器制備與損耗分析
    5.2 基于拉錐模式耦合器的MIMO-LESS模分復(fù)用傳輸
    5.3 方向角不敏感模式旋轉(zhuǎn)器設(shè)計(jì)
        5.3.1 模式旋轉(zhuǎn)器介紹
        5.3.2 設(shè)計(jì)原理
        5.3.3 器件設(shè)計(jì)與性能評(píng)估
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 研究展望
附錄 光致連續(xù)損傷效應(yīng)傳播速度研究
    S.1 超高時(shí)間分辨率速度測(cè)試方案
    S.2 光致連續(xù)損傷瞬態(tài)速度響應(yīng)
        S.2.1 單模光纖中的速度周期性振蕩
        S.2.2 少模光纖中的速度周期性振蕩
        S.2.3 單模光纖中不同階段的瞬態(tài)速度響應(yīng)
    S.3 基于光頻域反射儀的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與定位
    S.4 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間已發(fā)表的論文及專(zhuān)利
攻讀博士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目
致謝



本文編號(hào)：3174780