侧边熔贴型光子晶体光纤耦合器制作参数的优化设计
本文选题:光子晶体光纤 + 光子晶体光纤耦合器 ; 参考:《暨南大学》2015年硕士论文
【摘要】:光子晶体光纤的特殊传输特性,使之成为了光纤领域的研究焦点。光纤耦合器是光纤系统中重要的无源器件之一,是通信系统的重要元件,具有非常重要的研究价值。目前并没有可靠的光子晶体光纤的制作说明,本课题组用侧边熔贴的方法制作的光子晶体光纤耦合器损耗较大、可重复性查、性能并不理想,并且没有对于此种情况的相关理论解释。所以本论文建立耦合器模型,对于制作过程中的器件参数进行合理设计,可以对于制作高性能的侧边熔贴型光子晶体光纤耦合器提供解决思路,具有十分重要的作用。本文建立并且完善了光子晶体光纤耦合器的模型,首先,计算了在制作过程中的不同的光纤器件参数时的光功率变化,这些器件参数包括:光纤抛磨深度、抛磨角度偏差。所采用优化原则有三个:一,耦合比是否接近50%;二,整体损耗在4d B之内;三,工艺上的可行度。研究表明当光子晶体光纤被抛磨至5.7微米的剩余厚度时,更符合优化原则;当两光纤抛磨角度偏差为0时,更符合优化原则。其次,在模型中考虑了石英粉因素的影响,计算了不同的石英粉层厚度、石英粉与空气横向分布情况、石英粉与空气纵向分布情况、石英粉与空气随机分布情况对于光纤耦合器的影响。研究表明在各种分布状态下综合考虑,石英粉厚度适宜为1μm,且光子晶体光纤中间的间隙中间存在空气时,周围非中心区域对于整体耦合现象影响相对较小。
[Abstract]:The special transmission characteristics of photonic crystal fiber (PCF) make it a research focus in fiber field. Optical fiber coupler is one of the most important passive devices in optical fiber system. It is an important component of communication system and has very important research value. At present, there is no reliable fabrication of photonic crystal fiber (PCF). The photonic crystal fiber couplers fabricated by the side melting method by our team have a large loss, repeatability and poor performance. And there is no theoretical explanation for this situation. Therefore, this paper establishes a coupler model and reasonably designs the device parameters during the fabrication process, which can provide a solution for the high performance side fused photonic crystal fiber couplers, and play a very important role in the fabrication of high performance photonic crystal fiber couplers. In this paper, the model of photonic crystal fiber coupler is established and perfected. Firstly, the optical power variation of different optical fiber device parameters in fabrication process is calculated. These device parameters include: fiber polishing depth, polishing angle deviation. There are three optimization principles adopted: first, whether the coupling ratio is close to 50; second, the overall loss is within 4dB; and third, the technological feasibility. The results show that the optimization principle is better when the photonic crystal fiber is polished to the remaining thickness of 5.7 渭 m, and when the angle deviation of the two fibers is zero. Secondly, considering the influence of quartz powder, the thickness of quartz layer, the transverse distribution of quartz powder and air, the longitudinal distribution of quartz powder and air are calculated. Effect of random distribution of quartz powder and air on fiber coupler. The results show that when the thickness of quartz powder is suitable for 1 渭 m, and there is air in the middle of the gap between photonic crystal fibers, the influence of non-central region on the whole coupling phenomenon is relatively small.
【学位授予单位】:暨南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN253
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,本文编号:2065366
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