基于不对称双芯光纤耦合器的分数阶全光时间微分器的研究

发布时间：2024-07-11 01:53

　　由于电子器件的处理速率已经无法满足日益增长的需求,全光信号处理技术应运而生。全光信号处理是指在光域中直接对信号进行处理,由于其避开了电子器件的使用,从而绕开了电域的速率瓶颈,成为突破电域信号处理速率限制的热点技术之一。全光时间微分器是全光信号处理技术中关键的组成部分,它在光域即可对信号做微分运算,并且其具有运算速率快、不易受电磁的干扰、体积小等一系列的优点。本文主要研究基于不对称双芯光纤耦合器的分数阶全光时间微分器,其研究内容主要可以概括为以下几点:(1)在耦合模理论基础之上,分析了对称与不对称双芯光纤耦合器的耦合特性。讨论了耦合器的结构参数对耦合特性的影响。(2)从频域的角度对对称双芯光纤耦合器的全光微分特性进行了分析。研究了耦合器的结构参数对微分器性能的影响。分析了输入脉冲宽度和耦合器的长度误差对微分器性能的影响。(3)从时域的角度对对称双芯光纤耦合器的全光微分特性进行了分析,揭示了全光微分特性是模间色散效应的一种特殊情形。(4)提出了基于不对称双芯光纤耦合器的分数阶全光时间微分器的实现方案。设计了三种特定结构的不对称双芯光纤耦合器用来实现0.47阶、0.78阶、和1.1阶微分器,...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１．—阶、二阶、三阶理想微分器的（ａ）幅度响应和（ｂ）相位响应

全光时间微分器是整数阶全光时间微分器在概念上的推广，它能够完成整数阶微??分器不能完成的功能，一般都是利用系统传递函数来表示⑴。??当以取整数时，图２－１分别给出了?１阶、２阶、３阶微分器的幅度谱和相位谱。??当＃取分数时，图２－２分别给出了?０．５阶、１．５阶、２．５阶微分器的....

图２－２＿理想的０．５阶、ｌ．５阶、２．５阶微分器的（ａ）幅度响应和（ｂ）相位响应

２．３．１工作带宽??对于一个理想的光场微分器来说，其工作带宽就是指系统传递函数的３ｄＢ带??宽，图２－３分别给出了?０．５阶、１阶、１．５阶理想微分器的工作带宽，图中的黑色虚??线，红色虚线，蓝色实线分别代表０．５阶、１阶、１．５阶微分器系统函数的幅度谱，??黑色直线为归一化幅....

图２－３．理想微分器工作带宽示意图

因此在本论文中，实际微分器的工作带宽是指实际微分器与理想微分器??幅度谱的偏差小于９％的频谱范围（９％是人为规定的，根据实际需要而定，可以??进行适当的调整），也就是允许输入的信号谱宽的上限［５２］。如图２－４，给出了实际微??分器的工作带宽示意图，其中黑色实线为理想微分器系统传....

图２－４．实际微分器的工作带宽示意图［１］

１９０?１９１?１９２?１９３?１９４?１９５?１９６??Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?（ＴＨｚ）??图２－３．理想微分器工作带宽示意图。??Ｆｉｇ．?２－３．?Ｔｈｅ?ｄｅｖｉｃｅ?ｏｐｅｒａｔｉｏｎ?ｂａｎｄｗｉｄｔｈ?ｏｆ?ｉｄｅａｌ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｏｒ．??上面的２．２节....

本文编号：4005069