用于光分插复用的光纤光栅耦合器研究

论文摘要

光分插复用器（OADM,Optical Add/Drop Multiplexer）作为全光网的关键节点之一,可以实现对特定波长光信号的上、下载。论文基于光纤通信和光纤传感对分插复用技术的需求,对两种主要结构:分立型和一体化光纤光栅耦合器型光分插复用器进行了理论和实验研究。1.分析光纤光栅的耦合模理论,对设定的光纤光栅参数进行了仿真。2.分析两种典型分立元件型OADM的结构:基于Mach-Zehnder干涉仪和FBG的OADM、基于光环行器和FBG的OADM,进行工作原理分析,制作器件并进行了总体性能测试、ODM实验、OAM实验。3.对光纤光栅耦合器（FGC,Fiber Grating Coupler）用作OADM做了系统深入的研究,本文经过工艺试制、改进,确定了FGC制作工艺流程,制作了熔锥型FGC、磨抛型FGC,并搭建测试系统对所做器件进行性能测试。4.首次制作了熔锥型保偏FGC,结果显示,刻栅对器件的消光比没有影响,刻栅后器件仍具有保偏性,目前国内外文献尚无相关报道。本文的研究对光纤通信全光网有重要的现实意义,另外,对于具有极强军事背景的大规模光纤水听器阵列密集波分复用技术的发展有重要推动作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 光纤信息技术的发展
• 1.2 光分插复用技术的发展现状
• 1.3 光纤光栅耦合器的研究进展
• 1.3.1 光纤光栅的发展现状
• 1.3.2 分立及一体化的光纤光栅耦合器的发展
• 1.4 课题意义及应用前景
• 1.5 本论文的主要研究内容和结构
• 第二章 光纤光栅和光纤耦合器基本理论
• 2.1 光纤光栅的耦合模理论
• 2.1.1 光纤光栅模式耦合理论
• 2.1.2 光纤布拉格光栅的模式耦合理论
• 2.1.3 光纤布拉格光栅反射谱的仿真计算
• 2.2 熔融拉锥光纤耦合器的耦合模理论
• 2.2.1 局部模式耦合
• 2.2.2 局部模的场
• 2.2.3 两根光纤之间的能量耦合
• 2.3 本章小结
• 第三章 分立元件型光分插复用器分析及实验研究
• 3.1 基于Mach-Zehnder干涉仪和FBG的OADM
• 3.1.1 工作原理分析
• 3.1.2 基于Mach-Zehnder干涉仪和FBG的OADM的实现
• 3.1.3 实验系统及测试数据结果分析
• 3.2 基于光环行器和FBG的OADM
• 3.2.1 工作原理分析
• 3.2.2 实验系统及测试数据结果分析
• 3.3 分立元件型光分插复用器的优缺点
• 3.4 本章小结
• 第四章 一体化光纤光栅耦合器及光分插复用研究
• 4.1 光纤光栅耦合器中光传输的原理分析
• 4.2 熔锥型普通单模光纤光栅耦合器
• 4.2.1 制作工艺研究
• 4.2.2 试制及结果
• 4.2.3 影响因素分析
• 4.2.4 工艺改进和改进后的制作及测试
• 4.3 保偏融锥型光纤光栅耦合器
• 4.3.1 制作工艺研究
• 4.3.2 制作、测试及结果分析
• 4.4 磨抛型普通单模光纤光栅耦合器
• 4.4.1 试制工艺摸索
• 4.4.2 试制及结果
• 4.5 一体化光纤光栅耦合器OADM的优缺点
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结及展望
• 5.1 课题研究结果分析及讨论
• 5.2 深入研究的方法和路线
• 5.3 应用前景展望
• 致谢
• 参考文献
• 硕士期间发表论文情况