基于光子晶体光纤的全光纤器件研究
发布时间：2021-09-09 15:52
第五代移动通信技术（5G）将要在2020年全面实现商用,国家工信部以及电信科技委员会指出全光网是5G最理想的承载网络。自2016年起,国家“十三五”计划提出实施网络强国战略,大力推进全光网的建设。然而,非全光纤器件存在的模式失配、接入耦合损耗较高等问题严重制约了全光网的发展。因此,器件的全光纤化迫在眉睫。基于光子晶体光纤（PCF）的器件因其独特的空气孔排布结构和优良的导光特性,可有效降低模式失配,提高通信质量。双芯光子晶体光纤（TCPCF）结合了双芯光纤（TCF）和PCF的优势,在全光处理领域有广泛应用。本文以器件全光纤化为目标,围绕PCF和TCPCF开展了全光纤结构的电光调制器、传感器、偏振滤波器以及偏振分束器四类器件的理论与实验研究。主要工作和创新成果如下:1.根据耦合模理论,建立了TCF的调制模型,提出了一种基于D型TCF（DTCF）的全光纤电光调制器。首先实验测试了不同应力下TCF的传输谱,其应力灵敏度为1.36 pm/με,表明TCF的传输谱可通过外界参数调控。根据DTCF中的两个芯子对外界敏感性不同,通过调控电压实现光的强度调制。研究表明,电光调制器的3 d B调制电压为1...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
世界上第一根PCF横截面示意图(a)全内反射型[11](b)光子带隙型[18]
北京交通大学博士学位论文4对预制棒拉丝，拉丝过程精确控制温度、拉制速度、并合理选择涂覆层的参数，完成PCF的制作。其制作过程如图1-2所示[36]。图1-2PCF管束堆积法的制作流程[36]Fig.1-2ThefabractionofPCFwithstack-and-drawmethod[36]随着PCF的大量研究，其制作工艺迅速发展。目前，大量PCF已经实现了商业化、产品化。除管束堆积法外，其制作方法还有挤压法、溶胶凝胶制造法和钻孔法等。(a)(b)图1-3挤压法制作的PCF横截面示意图(a)聚合物光纤[37](b)玻璃光纤[38]Fig.1-3ThecrosssectionofPCFwithextrudedmethod(a)Plolymerfiber[37](b)Silcafiber[38]挤压法：首先，根据所设计的光纤结构制作出一定比例的模具；其次，将光纤基底材料加热到熔融状态，浇铸入模具中，待材料冷却后与模具分离，形成预制棒；最后，通过合理控制温度、速度等参数，将预制棒进行拉丝。玻璃和塑料具有较低的融化温度，因此基于玻璃或塑料等常用材料基底的PCF可利用模具挤
北京交通大学博士学位论文4对预制棒拉丝，拉丝过程精确控制温度、拉制速度、并合理选择涂覆层的参数，完成PCF的制作。其制作过程如图1-2所示[36]。图1-2PCF管束堆积法的制作流程[36]Fig.1-2ThefabractionofPCFwithstack-and-drawmethod[36]随着PCF的大量研究，其制作工艺迅速发展。目前，大量PCF已经实现了商业化、产品化。除管束堆积法外，其制作方法还有挤压法、溶胶凝胶制造法和钻孔法等。(a)(b)图1-3挤压法制作的PCF横截面示意图(a)聚合物光纤[37](b)玻璃光纤[38]Fig.1-3ThecrosssectionofPCFwithextrudedmethod(a)Plolymerfiber[37](b)Silcafiber[38]挤压法：首先，根据所设计的光纤结构制作出一定比例的模具；其次，将光纤基底材料加热到熔融状态，浇铸入模具中，待材料冷却后与模具分离，形成预制棒；最后，通过合理控制温度、速度等参数，将预制棒进行拉丝。玻璃和塑料具有较低的融化温度，因此基于玻璃或塑料等常用材料基底的PCF可利用模具挤
【参考文献】：
期刊论文
[1]High sensitivity side-hole fiber magnetic field sensor,based on surface plasmon resonance[J]. 翁思俊,裴丽,王建帅,宁提纲,李晶. Chinese Optics Letters. 2016(11)
[2]基于双芯光纤级联布拉格光纤光栅的温度与应力解耦双测量传感系统[J]. 康泽新,孙将,马林,齐艳辉,简水生. 光学学报. 2015(05)
[3]一个适用于数值计算的金属色散模型分析研究[J]. 苏杰,孙诚,王晓秋. 光电子.激光. 2013(02)
[4]Experimental research of temperature sensor based on twin-core fiber[J]. 赵瑞峰,裴丽,李卓轩,宁提纲,范林勇,江微微. Chinese Optics Letters. 2011(06)
[5]非对称双芯光子晶体光纤宽带模式转换器研究[J]. 孙兵,陈明阳,周骏,余学权,张永康,于荣金. 光学学报. 2010(06)
博士论文
[1]双芯光纤的理论研究及新型双芯光纤全接入连接器的研制[D]. 赵瑞峰.北京交通大学 2013
[2]光子晶体光纤特性及其应用的研究[D]. 苑金辉.北京邮电大学 2011
[3]光子晶体光纤的光学特性分析与优化设计[D]. 刘兆伦.燕山大学 2007
本文编号：3392368
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
世界上第一根PCF横截面示意图(a)全内反射型[11](b)光子带隙型[18]
北京交通大学博士学位论文4对预制棒拉丝，拉丝过程精确控制温度、拉制速度、并合理选择涂覆层的参数，完成PCF的制作。其制作过程如图1-2所示[36]。图1-2PCF管束堆积法的制作流程[36]Fig.1-2ThefabractionofPCFwithstack-and-drawmethod[36]随着PCF的大量研究，其制作工艺迅速发展。目前，大量PCF已经实现了商业化、产品化。除管束堆积法外，其制作方法还有挤压法、溶胶凝胶制造法和钻孔法等。(a)(b)图1-3挤压法制作的PCF横截面示意图(a)聚合物光纤[37](b)玻璃光纤[38]Fig.1-3ThecrosssectionofPCFwithextrudedmethod(a)Plolymerfiber[37](b)Silcafiber[38]挤压法：首先，根据所设计的光纤结构制作出一定比例的模具；其次，将光纤基底材料加热到熔融状态，浇铸入模具中，待材料冷却后与模具分离，形成预制棒；最后，通过合理控制温度、速度等参数，将预制棒进行拉丝。玻璃和塑料具有较低的融化温度，因此基于玻璃或塑料等常用材料基底的PCF可利用模具挤
北京交通大学博士学位论文4对预制棒拉丝，拉丝过程精确控制温度、拉制速度、并合理选择涂覆层的参数，完成PCF的制作。其制作过程如图1-2所示[36]。图1-2PCF管束堆积法的制作流程[36]Fig.1-2ThefabractionofPCFwithstack-and-drawmethod[36]随着PCF的大量研究，其制作工艺迅速发展。目前，大量PCF已经实现了商业化、产品化。除管束堆积法外，其制作方法还有挤压法、溶胶凝胶制造法和钻孔法等。(a)(b)图1-3挤压法制作的PCF横截面示意图(a)聚合物光纤[37](b)玻璃光纤[38]Fig.1-3ThecrosssectionofPCFwithextrudedmethod(a)Plolymerfiber[37](b)Silcafiber[38]挤压法：首先，根据所设计的光纤结构制作出一定比例的模具；其次，将光纤基底材料加热到熔融状态，浇铸入模具中，待材料冷却后与模具分离，形成预制棒；最后，通过合理控制温度、速度等参数，将预制棒进行拉丝。玻璃和塑料具有较低的融化温度，因此基于玻璃或塑料等常用材料基底的PCF可利用模具挤
【参考文献】：
期刊论文
[1]High sensitivity side-hole fiber magnetic field sensor,based on surface plasmon resonance[J]. 翁思俊,裴丽,王建帅,宁提纲,李晶. Chinese Optics Letters. 2016(11)
[2]基于双芯光纤级联布拉格光纤光栅的温度与应力解耦双测量传感系统[J]. 康泽新,孙将,马林,齐艳辉,简水生. 光学学报. 2015(05)
[3]一个适用于数值计算的金属色散模型分析研究[J]. 苏杰,孙诚,王晓秋. 光电子.激光. 2013(02)
[4]Experimental research of temperature sensor based on twin-core fiber[J]. 赵瑞峰,裴丽,李卓轩,宁提纲,范林勇,江微微. Chinese Optics Letters. 2011(06)
[5]非对称双芯光子晶体光纤宽带模式转换器研究[J]. 孙兵,陈明阳,周骏,余学权,张永康,于荣金. 光学学报. 2010(06)
博士论文
[1]双芯光纤的理论研究及新型双芯光纤全接入连接器的研制[D]. 赵瑞峰.北京交通大学 2013
[2]光子晶体光纤特性及其应用的研究[D]. 苑金辉.北京邮电大学 2011
[3]光子晶体光纤的光学特性分析与优化设计[D]. 刘兆伦.燕山大学 2007
本文编号：3392368
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