光纖聲光耦合器和光環(huán)形器構(gòu)成的新型光分插復(fù)用器的研究.pdf

1、隨著光通信系統(tǒng)從單波長(zhǎng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的光線路系統(tǒng)向多波長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)化演進(jìn)，光分插復(fù)用器(OADM)作為光傳輸網(wǎng)的重要器件逐漸變得越來越重要。它使得光通信網(wǎng)絡(luò)具有靈活性、選擇性和透明性等優(yōu)越功能，可以處理任何格式和速率的信號(hào)，而且還能提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，降低節(jié)點(diǎn)成本，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率。從國(guó)內(nèi)外OADM發(fā)展來看，主要有以下幾種典型的OADM：陣列波導(dǎo)光柵型OADM、馬赫—策恩德干涉儀和光柵結(jié)合的OADM、光環(huán)形器和光纖光柵型結(jié)合OADM和基于聲光可調(diào)諧濾波

2、器的OADM。 聲光效應(yīng)已被用于許多光纖器件中，如可調(diào)濾波器、光頻移器、光開關(guān)和光調(diào)制器等。它們都是利用光纖中的“聲光”布拉格衍射光柵引起某一波長(zhǎng)的光波模式之間選擇耦合，有著快速的響應(yīng)速度和動(dòng)態(tài)波長(zhǎng)可調(diào)特點(diǎn)。本論文在這些類型的OADM的基礎(chǔ)上，結(jié)合聲光效應(yīng)的特點(diǎn)，提出了一種基于光纖聲光耦合器和光環(huán)形器構(gòu)成的新型OADM。本論文主要分三個(gè)部分： 第一部分介紹了光傳輸網(wǎng)的發(fā)展背景、OADM的發(fā)展與前景、目前階段OADM的技術(shù)

3、和引入OADM技術(shù)的主要意義。 第二部分是光纖聲光耦合器和光環(huán)形器構(gòu)成的新型OADM理論部分。從光波導(dǎo)耦合模理論出發(fā)，推導(dǎo)出了單模光纖耦合器耦合分光比隨著構(gòu)成耦合器的兩光纖直徑失配程度的變化規(guī)律；分析了光纖及其熔錐耦合器在聲波作用下的特性，提出了在聲波作用下非對(duì)稱熔錐零耦合器(光纖聲光耦合器)和光環(huán)形器構(gòu)成的新型可重構(gòu)OADM的新思想。根據(jù)聲光耦合理論，推導(dǎo)出OADM上下路輸出光功率譜與耦合器腰區(qū)半徑及耦合長(zhǎng)度的解析式，并且分析

4、了影響OADM上下路光譜帶寬因素和OADM偏振特性。通過理論分析和數(shù)值仿真，證明了本文提出的OADM具有零頻移、偏振不敏感、動(dòng)態(tài)可重構(gòu)和旁瓣抑止度改善到-20dB等優(yōu)點(diǎn)。 第三部分是光纖聲光耦合器和光纖環(huán)形器構(gòu)成的新型OADM的實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)聲能轉(zhuǎn)換器和光纖熔錐零耦合器的研制過程、制作工藝和檢測(cè)方案進(jìn)行了陳述和分析，總結(jié)出作者在實(shí)驗(yàn)研究過程中的重要結(jié)論。 在論文最后部分著重分析和討論實(shí)驗(yàn)中未能獲得較理想的零耦合器原因，對(duì)如