多芯微结构光纤超模特性调控机理的研究

论文摘要

随着信息时代的不断地发展,目前的通信技术越来越难满足人们对通信容量日益增长的需求。光纤作为新一代的传输介质以其信息传输量大,传输速度快等优点,有着迅猛的发展趋势。多芯微结构光纤凭借其新颖的导光机制以及基超模优良的传输特性,近年来有着迅猛的发展,在光纤通信系统,光纤激光器,光纤器件以及光纤传感等领域中有着重要的应用。本文从多芯微结构光纤出发,研究了多芯微结构光纤的模式数量,色散和模式面积特性,以及超模干涉特性。本文的主要章节安排和研究内容如下:首先,对多芯微结构光纤的研究背景以及研究意义进行了介绍,并且对本文用到的几种数值模拟方法进行了简单阐述。其次,利用多极法,有限元法以及耦合模理论对多芯微结构光纤的模式数量进行了研究。分别研究了纤芯间的耦合效应以及包层对模式数量的影响。根据耦合模理论,研究其耦合矩阵的特征值来研究模式数量问题。使用有效折射率法研究高阶超模和基空间填充模耦合截止的情况。再次,通过模式耦合调制超模有效折射率的特性,并结合光纤几何参数对模式面积和色散的影响,对单超模传输并且同时具有大模面积和色散平坦特性的多芯微结构光纤进行了研究。最后,设计了一种基于超模干涉效应的偏振分束器。通过双芯填充液晶并结合高几何双折射,使某一偏振方向上的超模和基空间填充模耦合,从而只获得另一偏振方向上的奇超模和偶超模。两个超模间具有恒定的相位差,导致干涉效应的产生,由此将1310nm和1550nm波长的光进行分束。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 邱石

导师: 王伟,童维军

关键词: 微结构光纤,多芯光纤,耦合模理论,色散平坦,大模面积

来源: 燕山大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 燕山大学

基金: 国家自然科学基金(No.61405173):掺镱微结构光纤 Yb~(2+),Yb~(3+)共存时超连续谱产生机理的研究

分类号: TN253

DOI: 10.27440/d.cnki.gysdu.2019.000767

总页数: 73

文件大小: 3343K

下载量: 53

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