社會的高速發(fā)展自然會對信息傳輸提出更高速的需求,基于傳統(tǒng)單模光纖的信息通信系統(tǒng)的傳輸容量已經(jīng)逼近其理論上的香農(nóng)極限。作為應對目前帶寬困境的模式復用技術一經(jīng)提出就吸引了大量研究人員的目光,也迅速成為解決困境的一項重要備選方案。模式轉換器作為模式復用系統(tǒng)的重要組成部分,自然也成為一項新興而熱門的研究方向。本文基于模式復用系統(tǒng)的模式轉換技術設計了一款耦合長度1.5cm的全光纖型寬帶反拉錐模式轉換器。該模式轉換器基于同一包層內(nèi)兩根線性反拉錐的纖芯互耦合實現(xiàn)模式轉換,能夠在超過300nm的帶寬內(nèi)實現(xiàn)80%以上的轉換效率,90%轉換效率額帶寬也達到220nm以上,且無模式串擾。研究模式轉換器各項參數(shù)對其性能的影響,發(fā)現(xiàn)該器件具有尺寸不敏感性的特殊優(yōu)點,能夠容忍細微的加工制作誤差,并且光纖型設計使得其可以套接現(xiàn)有光纖通信系統(tǒng)。本文對上述模式轉換器進行兩次改進。第一次改造讓光纖漸變結構遵循一種精心設計的拉錐函數(shù)來改變耦合的速度和有效區(qū)域,將耦合長度減小到0.35cm,但是相比前述設計耦合效率和帶寬都有所減小,80%轉換效率的帶寬為180nm,仍能滿足實際需要。第二次改進在纖芯中引入低折射率的硅材料內(nèi)插...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 模式復用研究現(xiàn)狀
        1.2.2 模式轉換器研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要內(nèi)容
第二章 光纖模式理論和特征
    2.1 光纖基本概念
    2.2 光纖模式
        2.2.1 矢量模式
        2.2.2 標量模式
        2.2.3 線性偏振模的光場分布
    2.3 光纖模式的正交性
    2.4 本章小結
第三章 模式復用系統(tǒng)及其關鍵技術
    3.0 模式復用系統(tǒng)
    3.1 模式復用關鍵技術
        3.1.1 少模光纖
        3.1.2 光放大器
        3.1.3 數(shù)字信號處理的相干檢測技術
        3.1.4 模式復用/解復用器
        3.1.5 模式轉換器
    3.2 模式耦合原理
        3.2.1 縱向耦合
        3.2.2 橫向耦合
    3.3 本章小結
第四章 光纖型反拉錐模式轉換器研究和設計
    4.1 光纖型反拉錐模式轉換器概述
    4.2 模式轉換器設計
        4.2.1 光纖型反拉錐模式轉換器結構
        4.2.2 光束傳播法
        4.2.3 模式轉換器性能及參數(shù)影響
    4.3 性能比較
    4.4 本章小結
第五章 改進的光纖型反拉錐模式轉換器設計
    5.1 改進型反拉錐模式轉換器
        5.1.1 改進型反拉錐模式轉換器結構
        5.1.2 改進型反拉錐模式轉換器性能
    5.2 改進型內(nèi)插反拉錐模式轉換器
        5.2.1 改進型內(nèi)插反拉錐模式轉換器結構和性能
        5.2.2 結構參數(shù)對性能的影響
    5.3 制作加工
    5.4 性能對比
    5.5 本章小結
第六章 總結展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間完成的科研情況
致謝



本文編號：3902092