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《北京交通大学》 2011年
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微谐振环辅助马赫—曾德尔波长交错滤波器的研究

张振宇  
【摘要】:波长交错滤波器(Interleaver)是蓬勃发展的高速光纤通信系统中的重要部件。目前成功应用于光纤通信系统中的滤波器已不能适应当前的传输需求,且传统的滤波技术已达到瓶颈,为满足现有光通信系统升级扩容的需求,同时避免更换现有设备所需付出的高额经济代价,就必须另辟蹊径,新型廉价的滤波器研究成为当前光通信领域的研究热点之一。 本文对新型微谐振环辅助马赫-曾德尔波长交错滤波器进行了理论分析,重点研究了单微谐振环辅助单级马赫-曾德尔波长交错滤波器特性,并开展了相关实验,主要工作和创新点如下: 1、阐述了目前波长交错滤波技术的研究概况,分析比较了几种交错滤波技术的基本工作原理和各自的优缺点。 2、分析了微环周长Lr与马赫-曾德尔臂长差ΔL之比与单微环辅助马赫-曾德尔波长交错滤波器带宽分配之间的关系,得出利用微环辅助马赫-曾德尔波长交错滤波器实现对奇偶输出端口带宽分配比的任意调节的微环周长与臂长差的关系特性。结果表明,当Lr/ΔL=0.5时,单微环辅助马赫-曾德尔波长交错滤波器为1:2的非对称带宽分配特性,当Lr/ΔL=2时,该波长交错滤波器则为1:1的对称带宽分配特性。 3、利用阶跃折射率光纤模式场理论,分析了光功率密度的分布特性。结合功率限制因子与光纤半径关系的理论计算结果,获得了制作微谐振环的微细光纤的半径优化参数。 4、利用耦合模方程和传输矩阵方法,分析了微环波导与直波导之间的侧向耦合特性,获得了微环波导的弯曲半径和耦合距离对耦合系数和振幅耦合比率的影响以及耦合系数对微环辅助马赫-曾德尔波长交错滤波器的输出波形的影响。得出提高通带平坦和过渡带滚降特性的参数特性,并给出耦合角的优化值。 5、搭建了精确可控熔融拉伸设备平台,实现了不同半径光纤制作微谐振环。通过对微细光纤传输损耗在各种情况下的测量,得到了弯曲半径和外界环境对传输损耗的影响关系,并通过多次反复的实验得到了半径约1mm,具有高消光比(12dB)、良好谐振效果的全光纤微谐振环。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN713

【参考文献】
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