基于双芯光纤光栅上下话路滤波器的研究

发布时间：2017-04-30 13:15

  本文关键词：基于双芯光纤光栅上下话路滤波器的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：上下话路滤波器是光网络中应用最为广泛的光学器件之一。它能够在本地光网络节点对特定波长的传输光信号实现上传或下载。因此,结构简单、性能良好的上下话路滤波器研究已经成为当前光纤通信领域的热点之-本文研究了一种基于双芯光纤光栅的上下话路滤波器,理论推导和分析了双芯光纤的耦合特性和光栅写入双芯光纤的基本特性。主要的研究工作如下：1.利用耦合模理论,推导出双芯光纤耦合模方程。分析了双芯光纤完全耦合和非完全耦合下的传输特性。并通过MATLAB仿真,获得了双芯光纤耦合特性与不同参数的关系。2.推导出了双芯光纤光栅的耦合模矩阵方程,得出了双芯光纤光栅的各个端口归一化输出功率表达式,分析了光栅写入长度对双芯光纤输入光信号反射光谱和透射光谱的影响。研究结果表明,双芯光纤的反射带宽随着调制深度的增加而增大,其反射端口输出功率随着光栅写入长度持续增大而不断增大,且达到最大值后不再随之变化。双芯光纤的透射端口输出功率则随着光栅写入长度持续增大而呈周期性变化。3.分析了基于双芯光纤光栅的上下话路滤波器中,信号输入端未写入光纤光栅的双芯光纤长度对下话路的影响和通路端未写入光纤光栅的双芯光纤长度对双芯光纤两透射端口输出功率的影响。研究结果表明,光纤光栅写入位置的变化可以影响双芯光纤输入端两端口和透射端口的输出信号功率比。因此,可以通过调节光纤光栅的写入位置,使双芯光纤的反射光信号能量从指定端口输出,得到最好的下话路效果,且反射端口和透射端口的输出功率随着光栅两端双芯光纤长度的增加呈周期性变化。4.设计了单级联和双级联两种基于双芯光纤光栅的上下话路滤波器,并分析了这两种级联方式的滤波特性。两种级联方式均可实现多个波长光信号同时下载,双级联方式可实现更多数量的同时滤波,但其下话路的输出功率与单级联方式相比下降。
【关键词】：耦合特性 双芯光纤 光纤光栅 上下话路
【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】：TN713;TN929.1
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-22
• 1.1 研究背景和意义11
• 1.2 双芯光纤介绍11-15
• 1.2.1 双芯光纤的分类11-12
• 1.2.2 双芯光纤的主要应用12-15
• 1.3 光纤光栅15-17
• 1.3.1 光纤光栅的分类15-16
• 1.3.2 光纤光栅的发展历程16-17
• 1.4 上下话路器滤波器研究现状17-20
• 1.5 本文主要研究工作20-22
• 2 双芯光纤特性分析22-38
• 2.1 光波导的模式理论分析22
• 2.2 耦合模方程分析22-26
• 2.3 双芯光纤的耦合模方程26-29
• 2.4 双芯光纤模场分析29-31
• 2.5 双芯光纤的耦合特性分析31-37
• 2.5.1 完全耦合31-34
• 2.5.2 非完全耦合34-37
• 2.6 小结37-38
• 3 双芯光纤光栅特性分析38-52
• 3.1 光纤光栅的反射条件38
• 3.2 单芯光纤光栅耦合特性分析38-42
• 3.3 芯光纤光栅理论分析42-46
• 3.4 双芯光纤光栅传输特性分析46-50
• 3.4.1 写入光栅长度对反射光谱的影响46-48
• 3.4.2 写入光栅长度对透射光谱的影响48-49
• 3.4.3 调制深度对反射带宽影响49-50
• 3.5 小结50-52
• 4 基于双芯光纤光栅上下话路滤波器52-65
• 4.1 引言52
• 4.2 基于双芯光纤光栅滤波器理论分析52-55
• 4.3 写入光栅位置左侧双芯光纤长度对下话路的影响55-58
• 4.4 写入光栅位置右侧双芯光纤长度对通路的影响58-59
• 4.5 双芯间的耦合效率对双芯光栅上下话路滤波器的影响59
• 4.6 光栅写入双芯光纤对上话路影响59-60
• 4.7 上下话路滤波器的级联60-63
• 4.7.1 单级联上下话路滤波器61-62
• 4.7.2 双级联上下话路滤波器62-63
• 4.8 小结63-65
• 5 总结与展望65-67
• 5.1 总结65-66
• 5.2 展望66-67
• 参考文献67-70
• 作者简历70-72
• 学位论文数据集72

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