可重构光场维度资源调控的基础理论及应用研究

发布时间：2021-05-09 03:52

　　光场的物理维度资源包括幅度、相位、时间、波长/频率、偏振、横向空间结构等。将这些维度通过调制或复用的方式应用于光通信可以有效提升系统的通信容量。为了实现对这些光场维度的利用,需要对其进行有效的操控。其中,针对波长/频率维度和空间维度的操控技术对未来可持续增长的容量需求非常重要。传统用来操控波长/频率维度的光学器件存在功能单一、调谐范围有限、无法实现光谱可重构等缺点,不利于光网络中的灵活管理。对于空间维度的操控,目前使用的光学元件存在占用空间大、操控精度低等不足,不利于实现紧凑高精度的空间光场操控。相比之下,硅基光子集成器件在结构紧凑、操控灵活等方面具有传统光学元件所不具备的优势。因此,为了解决光场维度操控中存在的关键问题,本文主要从集成器件对波长/频率维度的操控、传统光学元件和集成器件对空间维度的操控、空间维度复用技术在光通信中的应用等方面就这些问题展开了相关的理论及实验研究,具体内容如下:（1）理论和实验研究了基于硅基器件的波长/频率维度操控。（1）理论研究了级联微环滤波器的光谱响应。（2）提出并制备了一种可重构的微纳光子滤波器,通过适当选择滤波器的状态,可以实现滤波器谱型在梳状滤波... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：136 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 基本光场维度调控的方法及应用研究进展
    1.3 轨道角动量光场简介及产生操控方法
    1.4 本论文的工作
    1.5 论文的课题来源及项目情况
2 光场调控的基本概念及相关技术研究
    2.1 引言
    2.2 波长/频率调控的技术方法
    2.3 光场的轨道角动量及其分类
    2.4 携带轨道角动量光束的产生和检测基本方法
    2.5 本章小结
3 基于硅基光子器件的光场波长维度调控研究
    3.1 引言
    3.2 硅基光子器件的设计及加工工艺
    3.3 梳状滤波器
    3.4 可重构滤波器
    3.5 本章小结
4 基于有源无源器件对光场空间维度调控研究
    4.1 引言
    4.2 涡旋光束激光器
    4.3 集成涡旋光束发射器
    4.4 本章小结
5 利用光场空间维度空分复用光通信的容量极限研究
    5.1 引言
    5.2 空分复用及其通信系统简介
    5.3 自由空间轨道角动量和多进多出的通信特性比较分析
    5.4 本章小结
6 总结与工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文
附录2 论文中缩略词的含义



本文编号：3176566