光纤模式复用通信系统中的模式转换器研究

发布时间：2022-02-23 03:57

　　模式复用技术通过少模（多模）光纤,以不同的传输模式承载不同的光信号,形成相互独立的传输信道,从而数倍地提升系统容量,以适应越来越高的光纤通信容量需要。因此,实现光纤基模(LP₀₁模)到高阶模式转换的模式转换器则成为了模式复用技术研究的一个重点。本文首先提出了一种采用多级锥形纤芯结构实现的模式转换器,最终可以实现LP₀₁→LP₀₂和LP₀₁→LP₀₃模式转换。实现LP₀₁到LP₀₂模式转换的模式转换器,通过将单模光纤,锥形多模纤芯和少模光纤连接在一起而形成。锥形光纤芯用于将LP₀₁模式转换为LP₀₂模式,少模光纤用于切断高于LP₀₂的模式。仿真结果表明,在工作波长为1550nm时,消光比（表征目标模式分量）高达～45dB,插入损耗～1.8dB。同时所提出的LP₀₂模式转换器在工作波长为1465nm至1665nm的200nm的非常宽的光学带宽内提供20... 

【文章来源】：云南大学云南省211工程院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 基于平面光波电路的多路模式复用/模式转换器
        1.2.2 基于自由空间光学的模式转换器
        1.2.3 基于全光纤结构的模式转换器/耦合器
    1.3 本文主要内容
第二章 光纤中的模式及模式复用
    2.1 光纤模式的基本概念
        2.1.1 光纤概念
        2.1.2 光纤中的模式特征方程的推导
        2.1.3 矢量模式
        2.1.4 标量模式
    2.2 光纤中的模式的正交性
    2.3 模式复用技术
        2.3.1 模式复用/解复用器
        2.3.2 少模光纤
        2.3.3 模式转换器
    2.4 模式耦合
        2.4.1 纵向非均匀光纤波导中的模式耦合方程
        2.4.2 光纤波导的横向耦合
    2.5 本章小结
第三章 锥形纤芯级联结构模式转换器
    3.1 设计概述
    3.2 基于锥形光纤芯的模式转换器
        3.2.1 锥形纤芯级联少模纤芯的LP_(01)→LP_(02)模式转换器
        3.2.2 LP_(01)→LP_(02)模式转换器性能仿真分析
        3.2.3 LP_(01)→LP_(02)模式转换器参数影响分析
        3.2.4 锥形纤芯级联反向锥形渐变纤芯的LP_(01)→LP_(02)模式转换器
        3.2.5 LP_(01)→LP_(03)模式转换器
    3.3 与其他模式转换技术的比较
    3.4 本章小结
第四章 双芯锥形纤芯模式转换器
    4.1 双芯锥形纤芯多模式转换器
        4.1.1 LP_(01)-LP_(11)模式转换器
        4.1.2 LP_(01)-LP_(21)模式转换器
        4.1.3 LP_(01)-LP_(31)模式转换器
        4.1.4 LP_(01)-LP_(12)模式转换器
        4.1.5 LP_(01)-LP2_(22)模式转换器
        4.1.6 LP_(01)-LP_(41)、LP_(01)-LP_(32)、LP_(01)-LP_(42)和LP_(01)-LP_(23)模式转换器
    4.2 与已发表文献的比较
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文主要工作与结论
    5.2 未来工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间完成的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Mode converter based on dual-core all-solid photonic bandgap fiber[J]. Yong Jun Zhang,Yuan Wang,Shan Yong Cai,Ming Ying Lan,Song Yu,Wan Yi Gu.  Photonics Research. 2015(05)

博士论文
[1]模式耦合理论在光纤传感器中的应用研究[D]. 孙波.哈尔滨工程大学 2016

硕士论文
[1]应用于模式复用系统的全光纤型宽带反拉锥模式转换器研究[D]. 李小志.云南大学 2018
[2]应用于光纤模式复用的模式转换器研究[D]. 万昌慧.云南大学 2017
[3]空间模式复用光通信系统中的主模式传输研究[D]. 邓刘娇.北京邮电大学 2014



本文编号：3640822