多芯微結(jié)構(gòu)光纖耦合器的設(shè)計與研究.pdf

1、光纖耦合器是一種可完成光的傳輸、耦合、分束、干涉以及波分復(fù)用等許多功能的無源光纖器件,在光纖通信、傳感及信號處理等方面有廣泛的應(yīng)用。本論文在光子晶體光纖的基礎(chǔ)上設(shè)計了對稱、非對稱雙芯以及多芯光子晶體光纖耦合器,并運用數(shù)值模擬方法分析了這幾種耦合器的耦合特性。提出了優(yōu)化對稱雙芯光子晶體光纖耦合器耦合性能的三種方法,從而得到了一種可調(diào)諧分光比雙芯耦合器;然后又模擬了一種非對稱雙芯寬帶光子晶體光纖耦合器,實現(xiàn)了波長500nm帶寬耦合比偏差小于

2、4％的耦合特性;最后設(shè)計了一種可以實現(xiàn)等耦合比的多芯光子晶體光纖耦合器。
　　第一章首先闡述了光通信的發(fā)展。介紹了光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)、制作方法和特性,以及光子晶體光纖耦合器的制作和發(fā)展現(xiàn)狀。最后就本論文主要內(nèi)容和創(chuàng)新點作了概述。
　　第二章介紹了幾種光子晶體光纖的數(shù)值分析方法,其后又詳細講述了多極法、有限元法以及光束傳播法三種數(shù)值計算方法的相關(guān)仿真軟件CUDOS、COMSOL和BeamPROP。最后簡要介紹了數(shù)據(jù)分析輔助軟件

3、Matlab,和本文將要使用的一些Matlab源程序。
　　第三章就對稱雙芯光子晶體光纖耦合器的結(jié)構(gòu),通過有限元法數(shù)值計算找到耦合器中激勵出的偶模和奇模,然后通過偶模和奇模的傳播常數(shù)得出各偏振態(tài)的耦合系數(shù)、耦合長度以及耦合比,提出了優(yōu)化對稱雙芯光子晶體光纖耦合器耦合性能的三種方法,通過結(jié)果得到了一種可調(diào)諧分光比雙芯耦合器。然后,模擬了一種新型非對稱雙芯光子晶體光纖耦合器結(jié)構(gòu),理論分析了耦合器的寬帶耦合性能,又用數(shù)值模擬方法對耦合器