巫思涵:基于少模光纤的模式控制的理论和实验分析论文

巫思涵:基于少模光纤的模式控制的理论和实验分析论文

本文主要研究内容

作者巫思涵(2019)在《基于少模光纤的模式控制的理论和实验分析》一文中研究指出:光纤技术发展至今,能够实现各种特殊功能的光纤纷纷面世,不仅扩大了光纤的应用范围,而且促进了科研和生产的发展。本文主要研究模分复用系统中少模光纤的模式控制,提出基于高阶琼斯矢量的少模光纤中模式分析方式,并在此基础上提出了两个应用:连续可调轨道角动量(OAM:Orbital Angular Momentum)模式的产生和一阶标量庞加莱球模式的产生。本论文首先类比传统琼斯矩阵的分析方法,提出了一种以四个线偏模作为基底的高阶琼斯矢量,介绍了一些典型模式的高阶琼斯矢量的表示,分析了两模光纤的偏振模式控制器的工作原理与高阶琼斯矢量的表示方式。具体地,本论文通过使用三个矩阵,旋转矩阵,延时矩阵和旋转矩阵表示了一个模式经过偏振模式控制器的过程,详细介绍了旋转矩阵的推导方式。然后类比于偏振庞加莱球的表示,介绍了一阶模式庞加莱球的表示。值得注意的是本文中介绍的一阶模式庞加球所对应的模式均是标量模式。基于所提的高阶琼斯矩阵分析方式,本论文详细介绍了连续可调节OAM产生原理,即提出的偏振模式控制器的传输矩阵在满足一定的角度和相位关系时,输出偏振控制器的x偏振分量的平均OAM随着输入线偏振态方向改变而改变。论文使用手性不同的OAM模式表示输出模式,计算了这两种不同手性的OAM模式的能量以及他们的加权平均,发现了输出模式的平均OAM随着输入偏振方向角g按照sin2g的规律变化。论文中详细分析了实验结果,包括实验模式图样,实验干涉图样,实验模式的平均OAM。所获得的实验与仿真的平均OAM数值结果趋势一致,但是实验的最大平均OAM要比仿真的最大OAM要低。此外论文中还测量了实验系统的插入损耗,分析了系统高速特性。基于所提的高阶琼斯矩阵分析方式,本论文详细介绍了一阶模式庞加莱球对应模式的产生原理。论文中选择了庞加莱球上比较特殊的三个圆圈上(赤道,子午线,与赤道平面夹角为45°的圆)的点进行了仿真与实验,详细分析了实验结果,包括仿真和实验输出模式的变化规律,仿真结果与实验结果分别对应庞加莱球上位置,仿真模式与实验模式的相似度。总体实验输出模式对应在庞加莱球上位置与仿真的结果趋势一致,但是具体的点的位置有偏差,论文对偏差的原因进行了分析。

Abstract

guang qian ji shu fa zhan zhi jin ,neng gou shi xian ge chong te shu gong neng de guang qian fen fen mian shi ,bu jin kuo da le guang qian de ying yong fan wei ,er ju cu jin le ke yan he sheng chan de fa zhan 。ben wen zhu yao yan jiu mo fen fu yong ji tong zhong shao mo guang qian de mo shi kong zhi ,di chu ji yu gao jie qiong si shi liang de shao mo guang qian zhong mo shi fen xi fang shi ,bing zai ci ji chu shang di chu le liang ge ying yong :lian xu ke diao gui dao jiao dong liang (OAM:Orbital Angular Momentum)mo shi de chan sheng he yi jie biao liang pang jia lai qiu mo shi de chan sheng 。ben lun wen shou xian lei bi chuan tong qiong si ju zhen de fen xi fang fa ,di chu le yi chong yi si ge xian pian mo zuo wei ji de de gao jie qiong si shi liang ,jie shao le yi xie dian xing mo shi de gao jie qiong si shi liang de biao shi ,fen xi le liang mo guang qian de pian zhen mo shi kong zhi qi de gong zuo yuan li yu gao jie qiong si shi liang de biao shi fang shi 。ju ti de ,ben lun wen tong guo shi yong san ge ju zhen ,xuan zhuai ju zhen ,yan shi ju zhen he xuan zhuai ju zhen biao shi le yi ge mo shi jing guo pian zhen mo shi kong zhi qi de guo cheng ,xiang xi jie shao le xuan zhuai ju zhen de tui dao fang shi 。ran hou lei bi yu pian zhen pang jia lai qiu de biao shi ,jie shao le yi jie mo shi pang jia lai qiu de biao shi 。zhi de zhu yi de shi ben wen zhong jie shao de yi jie mo shi pang jia qiu suo dui ying de mo shi jun shi biao liang mo shi 。ji yu suo di de gao jie qiong si ju zhen fen xi fang shi ,ben lun wen xiang xi jie shao le lian xu ke diao jie OAMchan sheng yuan li ,ji di chu de pian zhen mo shi kong zhi qi de chuan shu ju zhen zai man zu yi ding de jiao du he xiang wei guan ji shi ,shu chu pian zhen kong zhi qi de xpian zhen fen liang de ping jun OAMsui zhao shu ru xian pian zhen tai fang xiang gai bian er gai bian 。lun wen shi yong shou xing bu tong de OAMmo shi biao shi shu chu mo shi ,ji suan le zhe liang chong bu tong shou xing de OAMmo shi de neng liang yi ji ta men de jia quan ping jun ,fa xian le shu chu mo shi de ping jun OAMsui zhao shu ru pian zhen fang xiang jiao gan zhao sin2gde gui lv bian hua 。lun wen zhong xiang xi fen xi le shi yan jie guo ,bao gua shi yan mo shi tu yang ,shi yan gan she tu yang ,shi yan mo shi de ping jun OAM。suo huo de de shi yan yu fang zhen de ping jun OAMshu zhi jie guo qu shi yi zhi ,dan shi shi yan de zui da ping jun OAMyao bi fang zhen de zui da OAMyao di 。ci wai lun wen zhong hai ce liang le shi yan ji tong de cha ru sun hao ,fen xi le ji tong gao su te xing 。ji yu suo di de gao jie qiong si ju zhen fen xi fang shi ,ben lun wen xiang xi jie shao le yi jie mo shi pang jia lai qiu dui ying mo shi de chan sheng yuan li 。lun wen zhong shua ze le pang jia lai qiu shang bi jiao te shu de san ge yuan juan shang (chi dao ,zi wu xian ,yu chi dao ping mian ga jiao wei 45°de yuan )de dian jin hang le fang zhen yu shi yan ,xiang xi fen xi le shi yan jie guo ,bao gua fang zhen he shi yan shu chu mo shi de bian hua gui lv ,fang zhen jie guo yu shi yan jie guo fen bie dui ying pang jia lai qiu shang wei zhi ,fang zhen mo shi yu shi yan mo shi de xiang shi du 。zong ti shi yan shu chu mo shi dui ying zai pang jia lai qiu shang wei zhi yu fang zhen de jie guo qu shi yi zhi ,dan shi ju ti de dian de wei zhi you pian cha ,lun wen dui pian cha de yuan yin jin hang le fen xi 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自北京邮电大学的巫思涵,发表于刊物北京邮电大学2019-07-19论文,是一篇关于少模光纤论文,琼斯矩阵论文,模式控制论文,庞加莱球论文,北京邮电大学2019-07-19论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自北京邮电大学2019-07-19论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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