基于非均匀结构PPLN晶体的波长转换器的温度特性研究

发布时间：2024-04-15 22:34

　　随着光纤通信技术的发展,人们对高速大容量通信业务的需求不断增加,对全光网络的要求也日益增高。全光波长转换技术是实现全光网络的关键技术,它能够有效避免路径堵塞,提高通信效率,因此对全光波长转换技术的研究有着重要的意义。本文对基于非均匀周期准相位匹配结构,主要是分段光栅结构的超宽带波长转换技术进行研究。通过深入分析基于分段光栅结构的周期极化铌酸锂晶体(Periodically Poled Lithium Niobate,PPLN)的波长转换机理,并利用基于级联二阶效应的波长转换方案,建立了适用于快速矩阵计算的数学模型,分别提出了求解级联倍频+差频、级联和频+差频效应的耦合波方程组的快速矩阵算法,并对提出的算法进行了仿真计算,仿真结果验证了所提算法的有效性。另外,本文通过综合考虑温度、转换效率、平坦性以及转换带宽等条件,研究了基于非均匀周期结构PPLN晶体的波长转换器的温度特性。在考虑温度影响的条件下,结合改进的优化算法,对晶体结构进行了优化设计,提出具有大带宽、高平坦性、较好转换效率的波长转换方案,随后对设计得到的波长转换方案在不同温度下的转换特性进行了分析。除此之外,考虑到实际波长转换中...

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1PPLN周期极化结构

图2-1PPLN周期极化结构能基于周期极化晶体实现，该技术可效率的非线性频率转换，并能克服，是光通信领域的研究热点。体材料包括铌酸锂、磷酸氧钛钾、磷，铌酸锂晶体成为热门的光学材料；d33大，易于实现非线性效应；特性，热释电性，铁电性和非线性多，可用来制作滤波器、探测器和熟....

图2-2周期极化晶体结构示意图

图2-2周期极化晶体结构示意图容易制备且成本低，物化性能稳定并且不潮解，是首选的光基于QPM和PPLN产生的差频激光，非线性相互作用长度不而受到限制，还能实现e→e+e和o→o+o这类BPM不能实现，从而可以充分利用PPLN晶体最大非线性系数，因此广....

图2-3.基于差频效应的波长转换器最早实现波长转换的方案是基于差频效应，该方案中，差频效应是由光纤

图2-3.基于差频效应的波长转换器波长转换的方案是基于差频效应，该方案中，差频效应阶非线性极化引起的。如图2-3所示，信号光ωs和泵浦注入，并在晶体内部发生差频效应，在输出端得到过差频效应，转换光得到了信号光携带的信息如强度、信号光和泵浦光的强度是成正比的[36]。作用过....

图2-4SHG+DFG双通波长转换器构型关于双通SHG+DFG的研究提出的较早

图2-4SHG+DFG双通波长转换器构型双通SHG+DFG的研究提出的较早。其双通构型的波长转换器浦光ωp从左侧入射，在前向传输过程中转化为倍频光；在波导的镜，倍频光到右侧后被反射，进行反向传输，信号光ωs从右侧入方向传输并发生差频过程。其耦合方程如下：倍频过程：()2....

本文编号：3956045