光纤Mach-Zehnder干涉仪及其相位补偿的研究

论文摘要

光纤Mach-Zehnder干涉仪（MZI）因其具有干涉现象,及体积小,重量轻,结构紧凑,灵敏度高等特点,可应用于光纤传感和光纤通信领域。但是,因为参与干涉的两路光经历了完全不同的光路,这两个光路相位和偏振的任何不稳定性都将导致Mach-Zehnder干涉仪不稳定。这使得很多对于光纤Mach-Zehnder干涉仪的研究都停留在实验阶段,很难运用到实际工作中。因此,解决Mach-Zehnder干涉仪的稳定问题,就成为它在实际系统中应用的一个关键问题。本文主要研究以下几方面的内容。首先文章阐述了光纤Mach-Zehnder干涉仪的基本原理,并从理论上分析环境因素对于光纤Mach-Zehnder干涉仪干涉效果的影响。然后,本文针对光纤Mach-Zehnder空间光干涉仪的相关原理、关键器件以及制作过程作了详尽的介绍。在本论文的后半部分,阐述了针对Mach-Zehnder干涉仪相位补偿的研究。在此部分,文章描述了两种不同的补偿方式。第一种补偿方式可以将有效地将光功率稳定在干涉仪输出曲线的峰值处,但对于大多数Mach-Zehnder干涉仪的应用环境来说,更希望光功率能稳定在输出曲线的线性区域。因此,文章提出了第二种相位补偿方式。在理论上,这种方式能很好的将输出功率稳定在输出曲线的线性度最好的区域。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 光纤Mach-Zehnder干涉仪的研究现状
• 1.1.1 高压电流传感器
• 1.1.2 Mach-Zehnder干涉仪在光相位调制中的应用
• 1.2 课题的目的和意义
• 1.2.1 课题目的
• 1.2.2 课题意义
• 1.3 主要工作内容
• 1.3.1 光纤Mach-Zehnder空间光干涉仪的制作
• 1.3.2 光纤Mach-Zehnder干涉仪相位补偿的研究
• 第二章 理论分析
• 2.1 由两个2×2 耦合器串联而成的Mach-Zehnder干涉仪
• 2.2 基于3×3 耦合器的Mach-Zehnder干涉仪
• 2.3 温度对光纤Mach-Zehnder干涉仪的影响
• 2.4 光纤Mach-Zehner干涉仪在高速光调制中的应用
• 第三章 光纤Mach-Zehnder空间光干涉仪
• 3.1 系统构成及关键器件
• 3.1.1 系统组成
• 3.1.2 关键器件
• 3.2 输出光场
• 3.3 调试步骤及实验结果
• 3.3.1 调试步骤
• 3.3.2 实验结果
• 3.3.3 对原有方案的改进
• 3.3.4 实验中遇到的问题
• 第四章 光纤Mach-Zehnder干涉仪相位补偿的研究
• 4.1 系统结构
• 4.2 平衡检测
• 4.3 偏置点位于峰值处的相位补偿方法
• 4.3.1 前置放大电路
• 4.3.2 差分式积分运算电路
• 4.3.3 关键器件
• 4.3.4 实验结果
• 4.3.5 存在的问题
• 4.4 偏置点位于中点处的相位补偿方法
• 4.5 实验进展以及今后的工作
• 第五章 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集