隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)高速大容量通信業(yè)務(wù)的需求不斷增加,對(duì)全光網(wǎng)絡(luò)的要求也日益增高。全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)是實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù),它能夠有效避免路徑堵塞,提高通信效率,因此對(duì)全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)的研究有著重要的意義。本文對(duì)基于非均勻周期準(zhǔn)相位匹配結(jié)構(gòu),主要是分段光柵結(jié)構(gòu)的超寬帶波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)進(jìn)行研究。通過(guò)深入分析基于分段光柵結(jié)構(gòu)的周期極化鈮酸鋰晶體(Periodically Poled Lithium Niobate,PPLN)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換機(jī)理,并利用基于級(jí)聯(lián)二階效應(yīng)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換方案,建立了適用于快速矩陣計(jì)算的數(shù)學(xué)模型,分別提出了求解級(jí)聯(lián)倍頻+差頻、級(jí)聯(lián)和頻+差頻效應(yīng)的耦合波方程組的快速矩陣算法,并對(duì)提出的算法進(jìn)行了仿真計(jì)算,仿真結(jié)果驗(yàn)證了所提算法的有效性。另外,本文通過(guò)綜合考慮溫度、轉(zhuǎn)換效率、平坦性以及轉(zhuǎn)換帶寬等條件,研究了基于非均勻周期結(jié)構(gòu)PPLN晶體的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器的溫度特性。在考慮溫度影響的條件下,結(jié)合改進(jìn)的優(yōu)化算法,對(duì)晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),提出具有大帶寬、高平坦性、較好轉(zhuǎn)換效率的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換方案,隨后對(duì)設(shè)計(jì)得到的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換方案在不同溫度下的轉(zhuǎn)換特性進(jìn)行了分析。除此之外,考慮到實(shí)際波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換中...

【文章頁(yè)數(shù)】：55 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1PPLN周期極化結(jié)構(gòu)

圖2-1PPLN周期極化結(jié)構(gòu)能基于周期極化晶體實(shí)現(xiàn)，該技術(shù)可效率的非線性頻率轉(zhuǎn)換，并能克服，是光通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。體材料包括鈮酸鋰、磷酸氧鈦鉀、磷，鈮酸鋰晶體成為熱門(mén)的光學(xué)材料；d33大，易于實(shí)現(xiàn)非線性效應(yīng)；特性，熱釋電性，鐵電性和非線性多，可用來(lái)制作濾波器、探測(cè)器和熟....

圖2-2周期極化晶體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2-2周期極化晶體結(jié)構(gòu)示意圖容易制備且成本低，物化性能穩(wěn)定并且不潮解，是首選的光基于QPM和PPLN產(chǎn)生的差頻激光，非線性相互作用長(zhǎng)度不而受到限制，還能實(shí)現(xiàn)e→e+e和o→o+o這類(lèi)BPM不能實(shí)現(xiàn)，從而可以充分利用PPLN晶體最大非線性系數(shù)，因此廣....

圖2-3.基于差頻效應(yīng)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器最早實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的方案是基于差頻效應(yīng)，該方案中，差頻效應(yīng)是由光纖

圖2-3.基于差頻效應(yīng)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的方案是基于差頻效應(yīng)，該方案中，差頻效應(yīng)階非線性極化引起的。如圖2-3所示，信號(hào)光ωs和泵浦注入，并在晶體內(nèi)部發(fā)生差頻效應(yīng)，在輸出端得到過(guò)差頻效應(yīng)，轉(zhuǎn)換光得到了信號(hào)光攜帶的信息如強(qiáng)度、信號(hào)光和泵浦光的強(qiáng)度是成正比的[36]。作用過(guò)....

圖2-4SHG+DFG雙通波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器構(gòu)型關(guān)于雙通SHG+DFG的研究提出的較早

圖2-4SHG+DFG雙通波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器構(gòu)型雙通SHG+DFG的研究提出的較早。其雙通構(gòu)型的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器浦光ωp從左側(cè)入射，在前向傳輸過(guò)程中轉(zhuǎn)化為倍頻光；在波導(dǎo)的鏡，倍頻光到右側(cè)后被反射，進(jìn)行反向傳輸，信號(hào)光ωs從右側(cè)入方向傳輸并發(fā)生差頻過(guò)程。其耦合方程如下：倍頻過(guò)程：()2....

本文編號(hào)：3956045