多包层聚合物长周期光纤光栅电光调制器研究

发布时间：2017-08-02 16:31

  本文关键词：多包层聚合物长周期光纤光栅电光调制器研究

  更多相关文章： 电光调制器 极化聚合物材料 多包层结构 光纤长周期光栅 多波长调制

【摘要】：调制器是高速光纤通信系统中的重要光器件,其性能的好坏直接决定了系统的优劣。与其他类型的调制器相比,电光调制器由于制作成本低,制作工艺简单,容易实现宽频调制等优点受到广泛关注。本文主要研究一种多包层聚合物长周期光纤光栅电光调制器,该调制器的最大特点是可实现多波长调制,且利用长周期光纤光栅对外界折射率的高敏感性,能够实现低驱动电压下的高速信号调制。本文重点对多包层聚合物长周期光纤光栅电光调制器的波导结构以及调制过程进行分析,完成的主要工作如下：1.介绍了电光调制器的研究背景、研究进展和意义,分析了不同类型的电光调制器的工作原理,介绍了极化聚合物材料的相关特性。2.理论分析了多包层聚合物长周期光纤光栅电光调制器的基本特性,其中包括多包层光波导的有效折射率、模场分布、极化聚合物的电致折射率变化关系、长周期光纤光栅耦合模方程及其透射率和耦合常数等。3.分析了多包层光波导结构中,各层的半径和折射率对其传输常数的影响,进一步分析了多包层聚合物波导中长周期光栅周期、长度、外加电压对其透射谱性能的影响,为选取合适的多包层光波导结构参数和长周期光纤光栅参数提供了理论依据。4.分析了多包层聚合物长周期光纤光栅电光调制器的调制性能,研究了基于长周期光纤光栅电光调制器的多波长调制特性。研究结果表明,当驱动电压小于3V即可实现单波长调制,输出功率变化值为19dB,当驱动电压小于10V可实现双波长调制,输出功率变化值分别为11dB、45dB。
【关键词】：电光调制器 极化聚合物材料 多包层结构 光纤长周期光栅 多波长调制
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN761
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 电光调制器的研究背景和意义11
• 1.2 电光调制器的分类11-14
• 1.3 有机聚合物材料特性14-15
• 1.4 有机聚合物电光调制器研究进展15-16
• 1.5 本论文主要工作16-17
• 2 电光调制器相关理论分析17-28
• 2.1 极化聚合物电光材料基本理论17-20
• 2.1.1 聚合物材料的极化过程17-18
• 2.1.2 极化聚合物材料电光效应18-20
• 2.2 多包层光波导模式分析20-22
• 2.3 长周期光纤光栅耦合模理论分析22-25
• 2.4 多包层聚合物长周期光纤光栅电光调制器结构分析25-26
• 2.5 本章小结26-28
• 3 多包层光波导理论分析及仿真28-42
• 3.1 多包层波导场方程及导模本征值28-31
• 3.2 多包层波导模场分布及传输常数求解31-33
• 3.3 各层半径对传输常数的影响33-37
• 3.3.1 纤芯半径对传输常数的影响33-35
• 3.3.2 包层半径对传输常数的影响35
• 3.3.3 ITO电极半径对传输常数的影响35-36
• 3.3.4 聚合物薄膜半径对传输常数的影响36-37
• 3.4 各层折射率对传输常数的影响37-41
• 3.4.1 纤芯折射率对传输常数的影响37-38
• 3.4.2 包层折射率对传输常数的影响38-39
• 3.4.3 聚合物折射率对传输常数的影响39-41
• 3.5 本章小结41-42
• 4 多包层长周期光纤光栅电光调制器性能分析42-63
• 4.1 长周期光纤光栅特性分析42-46
• 4.1.1 长周期光纤光栅的发展42-43
• 4.1.2 长周期光栅的制作43
• 4.1.3 光纤长周期光栅芯包耦合模常数43-46
• 4.2 电光调制器中影响光栅传输谱的因素46-54
• 4.2.1 长周期光纤光栅周期对传输谱的影响47-50
• 4.2.2 长周期光纤光栅长度对传输谱的影响50-54
• 4.3 电光调制器的调制过程54-59
• 4.4 电光调制器的多波长调制59-62
• 4.5 本章小结62-63
• 5 结论63-65
• 5.1 论文主要内容63-64
• 5.2 论文后续工作64-65
• 参考文献65-69
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果69-71
• 学位论文数据集71

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本文编号：610219