基于双芯光纤耦合模理论的光时域积分器的研究

发布时间：2018-01-16 03:33

  本文关键词：基于双芯光纤耦合模理论的光时域积分器的研究　出处：《北京交通大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：光时域积分器是光信号处理领域重要的基础光学计算器件,能实现任意全光信号的积分运算操作。基于双芯光纤耦合模理论的光时域积分器是光时域积分器研究的新方向。本文从双芯光纤时域微分器的研究方法中获得启发,同时研究了光时域积分器的多种研究方法,探索并得到基于耦合模理论的双芯光纤时域积分器的理论模型,通过重新设计双芯光纤结构,得到了双芯光纤时域积分器雏形。接着对该双芯光纤时域积分器进行了特性分析和仿真研究。主要完成以下工作:(1)比较了不同光时域积分器的研究方法,提取出了光时域积分器的主要实现思路,即从器件传递函数入手分析器件积分特性。(2)设计了一种全新的双芯光纤概念结构。在双芯光纤两个纤芯中间制作一个微环,构成微环谐振器。从其中一个纤芯输入,另一个纤芯输入被积分处理的光信号。根据耦合模理论推导双芯光纤传输矩阵,再由传输矩阵法推导出双芯光纤传递函数,可以表明这种双芯光纤的设计能实现双芯光纤时域积分器。(3)对双芯光纤时域积分器进行理论仿真。研究了双芯光纤光时域积分器的有关特性,并分析了各个参数对有关特性的影响。以无损耗理想情况下的双芯光纤光时域积分器为例,用高斯光脉冲及其一阶、二阶微分信号作为输入信号,对该积分器进行微分结果的验证,以理论证明双芯光纤实现光时域积分器的可行性和精确性。
[Abstract]:Optical time domain integrator is an important basic optical calculator in the field of optical signal processing. The optical time domain integrator based on the coupling mode theory of double core fiber is a new direction in the research of optical time domain integrator. Fat. At the same time, a variety of research methods of optical time domain integrator are studied, and the theoretical model of dual-core fiber time domain integrator based on coupling mode theory is explored and obtained, and the dual-core fiber structure is redesigned. The prototype of the dual-core fiber time-domain integrator is obtained. Then the characteristics of the dual-core fiber time-domain integrator are analyzed and simulated. The following work is done: 1) the research methods of different optical time domain integrators are compared. The main idea of optical time domain integrator is extracted. In this paper, a new concept structure of dual-core fiber is designed based on the device transfer function. A microloop is made between the two cores of the double-core fiber. The microring resonator is constructed. The optical signal is integrated from one core and the other core. Based on the coupling mode theory, the two-core fiber transmission matrix is derived. The transfer function of double-core fiber is derived from the transfer matrix method. It can be shown that the design of the dual-core fiber can realize the theoretical simulation of the dual-core fiber time-domain integrator. The characteristics of the dual-core fiber optical time domain integrator are studied. The influence of various parameters on the characteristics is analyzed. Taking the dual-core optical fiber optical time domain integrator as an example, the Gaussian optical pulse and its first and second order differential signals are used as input signals. The differential results of the integrator are verified and the feasibility and accuracy of realizing the optical time domain integrator with double-core fiber are proved theoretically.
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN253

【参考文献】

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本文编号：1431395