聚合物基集成波導(dǎo)分束器研究.pdf

1、隨著光通信技術(shù)的快速發(fā)展，用戶(hù)對(duì)于帶寬的需求也不斷提高。由于非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)路(ADSL)接入方式的帶寬逐漸成為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的瓶頸，而光纖到戶(hù)(FTTH)在帶寬方面的優(yōu)勢(shì)使得它成為新一代接入網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的主流，F(xiàn)TTH滿(mǎn)足了數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、CATV等綜合業(yè)務(wù)對(duì)高帶寬的需求。 但是，F(xiàn)TTH的廣泛應(yīng)用尚需進(jìn)一步降低成本。根據(jù)ITU-T標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在FTTH接入網(wǎng)中分別由三個(gè)波段的光波承載信號(hào)的傳輸，其中1490nm波長(zhǎng)和1550nm波長(zhǎng)的光作

2、為下行信息傳輸窗口，分別承載下行的語(yǔ)音數(shù)據(jù)信號(hào)和CATV模擬信號(hào)，1310nm波長(zhǎng)的光作為上行信息傳輸窗口，承載上行的語(yǔ)音數(shù)據(jù)信號(hào)。若采用單纖三向技術(shù)實(shí)現(xiàn)這三種信號(hào)波長(zhǎng)的傳輸則可以大大降低接入成本。這樣，低成本、高性能的單纖三向波分器成為FTTH能否得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。 本文從單纖三向波分器所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)出發(fā)，結(jié)合新型液態(tài)光波導(dǎo)材料PSQ的光學(xué)特性，包括折射率調(diào)控范圍、材料色散及雙折射，討論了相關(guān)光學(xué)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)該單

3、纖三向波分器濾波特性的影響。 從理論上分析了該基于平面集成光波導(dǎo)的單纖三向波分器實(shí)現(xiàn)對(duì)指定三種波長(zhǎng)具有濾波作用的工作原理。該波分器主要由兩種結(jié)構(gòu)組成，一種是非對(duì)稱(chēng)Y分支結(jié)構(gòu)，另一種是定向耦合結(jié)構(gòu)。分析了非對(duì)稱(chēng)Y分支結(jié)構(gòu)能夠分離1310nm與1490nm、1550nm波長(zhǎng)光的理論原理，并且討論了該結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)寬帶寬的同時(shí)還具有偏振無(wú)關(guān)的特性。利用耦合模理論研究了定向耦合結(jié)構(gòu)的分光原理，該結(jié)構(gòu)用來(lái)分離1490nm與1550nm波長(zhǎng)的

4、信號(hào)光。 采用液態(tài)PSQ為光波導(dǎo)芯層和包層材料，設(shè)計(jì)了基于平面集成光波導(dǎo)的單纖三向波分器。首先，從波導(dǎo)單模條件出發(fā)，確定了波導(dǎo)芯層和包層的折射率、及橫截面尺寸；其次，討論了在非對(duì)稱(chēng)Y分支結(jié)構(gòu)中分支夾角和長(zhǎng)度對(duì)其濾波特性的影響，并對(duì)結(jié)構(gòu)做了最終的優(yōu)化；接下來(lái)，研究了定向耦合結(jié)構(gòu)中耦合間距對(duì)其濾波特性的影響，并具體說(shuō)明了耦合區(qū)總長(zhǎng)度的確定方法；最后，考慮了波導(dǎo)材料的色散及雙折射對(duì)器件濾波特性的影響。 采用聚合物PPESK為光