新型色散管理光纤对的理论设计和实现工艺研究

论文题目: 新型色散管理光纤对的理论设计和实现工艺研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 电子科学与技术

作者: 蒋小强

导师: 刘德明

关键词: 色散管理光纤对,非零色散位移光纤,超大有效面积光纤,反色散光纤

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 色散管理光纤对是新型的色散补偿技术,相对于传统色散补偿技术,由于其更好的色散稳定性,更低的系统成本,且能有效降低系统的非线性效应而近年来在大容量,高速率传输研究领域备受关注。本文对色散管理光纤对的设计原理与工艺优化等进行了系统研究,并采用等离子体化学气相沉积（PCVD）的工艺方法,通过对光纤折射率剖面的设计与精确控制,开发出一种新型色散管理光纤对,并成功进行了40Gbit/s的单信道系统实验。其主要工作和成果如下: （1） 利用有限元分析法研究了W 型和纤芯凹陷型剖面结构非零色散位移光纤的设计原理和传输特性。（2） 成功开发出一种具有超大有效面积的纤芯下陷型色散位移光纤光纤,有效面积大于95μm2,在1550nm 波段的色散值约为9ps/nm2·km, 有效的抑制了传输过程中光非线性效应的产生。通过对光纤结构的优化设计, 使得其在传输波长1550nm 处的传输损耗降到约0.21dB/km,与传统单模光纤的熔接损耗低于0.11dB,且在直径为60mm圆筒上绕100圈后在1460nm到1625nm波长范围所引起的附加弯曲损耗均低于0.02dB。同时,该光纤色散斜率低于0.065ps/nm2·km, 偏振模色散（PMD）小于0.05 ps/（km）1/2。此外,由于光纤的零色散点移到了1440nm以下,使波分复用（WDM）传输在S波段（1460nm –1530nm）、C 波段（1530nm –1565nm）、L 波段（1565nm –1625nm）上都可以实现。（3） 成功开发出与超大有效面积相对应的反色散光纤,该光纤在保持较好的抗弯曲性能与偏振模色散（PMD）的同时,有效面积达到45μm2,且在1550nm 处的色散为-19.65ps/nm?km, 色散斜率为-0.132ps/nm2·km.此外,通过优化光纤纤芯各层的掺杂原子浓度,在1530nm处光纤的氢损降到了0.01dB/km. （4） 对超大有效面积光纤和对应的反色散光纤构成的色散管理光纤对的各项光学性能等进行了系统的分析研究,并在基于所设计的传输实验方案上,在无需色散补偿模块的前提下,成功地对ULAF+RDF色散管理光纤对进行了40Gb/s的单信道传输320公里

论文目录:

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 引言

1.2 色散管理技术简介

1.3 研究现状

1.4 本文的工作

2 色散管理光纤对设计理论

2.1 引言

2.2 波导场方程

2.3 有限元法求解色散方程

2.4 非零色散位移光纤的设计

2.5 光纤光学参数

2.6 色散管理光纤对的设计思路

2.7 小结

3 超大有效面积光纤(ULAF)的设计与制备

3.1 引言

3.2 ULAF 的优化设计

3.3 ULAF 的制备工艺

3.4 ULAF 光学参数

3.5 分析与讨论

3.6 小结

4 反色散光纤(RDF)的设计与制备

4.1 引言

4.2 RDF 的优化设计

4.3 RDF 制备工艺

4.4 RDF 性能分析

4.5 结论

5 色散管理光纤对的熔接和传输性能分析

5.1 前言

5.2 ULAF 与RDF 的熔接研究

5.3 色散管理光纤对的传输参数

5.4 小结

6 色散管理光纤对的系统实验

6.1 引言

6.2 系统实验方案设计思想

6.3 40Gbit/s 单信道系统传输实验与结果

6.4 小结

7 总结

致谢

参考文献

附录1 攻读博士学位期间发表论文目录

发布时间: 2006-04-05

参考文献

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