【摘要】：光纖作為各種光學(xué)設(shè)備的基礎(chǔ)器件之一,目前已廣泛應(yīng)用于傳感技術(shù)、激光器技術(shù)以及高速光通信系統(tǒng)中。同時(shí),新技術(shù)的不斷進(jìn)步也大大推動(dòng)了光纖技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了各種特種光纖,其中偏芯光纖即屬于特種光纖中的一種。由于光纖纖芯偏離中心軸線(xiàn),形成光纖的不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu),并且纖芯較之傳統(tǒng)光纖更加靠近包層邊界,導(dǎo)致其光纖傳輸特性產(chǎn)生不同于傳統(tǒng)光纖的變化。目前,偏芯光纖已經(jīng)在光纖衰減器、干涉折射率傳感器、激光器等領(lǐng)域得到了廣泛研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,分析了課題的研究背景及意義,深入了解了光纖傳感器和彎曲損耗理論的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,預(yù)測(cè)了偏芯光纖在未來(lái)全光纖集成器件和光纖傳感領(lǐng)域的發(fā)展優(yōu)勢(shì),明確了本課題的研究方向。其次,詳細(xì)闡述了光纖光學(xué)傳輸理論基礎(chǔ),研究了光纖的射線(xiàn)光學(xué)理論和波動(dòng)光學(xué)理論;闡述了彎曲光纖的等效折射率分析法;介紹了幾種常用的光纖傳輸特性數(shù)值模擬方法,分析了其優(yōu)缺點(diǎn),確定采用BPM方法對(duì)偏芯光纖的光傳輸特性進(jìn)行模擬仿真分析。再次,根據(jù)傳統(tǒng)光纖光學(xué)傳輸基礎(chǔ)理論建立了偏芯光纖的理論計(jì)算模型,通過(guò)求解一般三層光纖波導(dǎo)的特征方程,利用電磁場(chǎng)的保角變換關(guān)系得到了偏芯光纖的對(duì)應(yīng)的傳播常數(shù)。將傳統(tǒng)彎曲損耗理論應(yīng)用在偏芯光纖上,得出了不同偏芯距離時(shí)的彎曲損耗強(qiáng)度。最后,運(yùn)用Rsoft軟件中的Beam PROP模塊對(duì)偏芯光纖進(jìn)行光學(xué)結(jié)構(gòu)建模,設(shè)置光源、檢測(cè)器及光纖的各項(xiàng)參數(shù),觀(guān)測(cè)出偏芯光纖中在不同彎曲半徑時(shí)的光功率衰減情況,并通過(guò)變化偏芯距離,得到了彎曲損耗的變化趨勢(shì)。并與之前的理論研究進(jìn)行對(duì)比分析,最終得出結(jié)論。
【圖文】：

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文第 2 章 光纖基本傳輸理論光纖(optical fiber)是一圓柱形對(duì)稱(chēng)介質(zhì)光波導(dǎo)，由纖芯(core)、包層(cladding)以層(coating)組成[39-40]，如圖 2-1 所示。就折射率而言，光纖纖芯略高于包層折，所以根據(jù)全反射原理光波會(huì)在纖芯-包層界面始終被反射并約束在纖芯內(nèi)，而纖軸線(xiàn)的方向傳輸。光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)，如折射率，，纖芯包層直徑，長(zhǎng)度等都直定了光信號(hào)在光纖中傳播時(shí)的特性[41]。

涂層包層1n2n3n3n圖 2-2 (GRIN)光纖中的光線(xiàn)軌跡圖.1.2 子午光纖當(dāng)光纖的橫向直徑遠(yuǎn)大于光波波長(zhǎng)時(shí)，可以利用光線(xiàn)理論來(lái)分析光纖傳輸。理論的基礎(chǔ)是菲涅爾定律。菲涅爾定律揭示了光最基本的反射與折射原理。光射率為階躍型的直光纖中的傳輸如圖 2-3
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN253

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 郭夏銳;楊德興;趙建林;楊青;杜旭榮;;光子晶體光纖彎曲損耗特性研究[J];光子學(xué)報(bào);2007年10期

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1 劉靜嫻;Bragg光纖傳輸特性理論分析和仿真[D];電子科技大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2523841