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声光可调谐滤波器的耦合理论及其设计

马玲芳  
【摘要】:声光可调谐滤波器作为一种关键的光学导波单元,在光通信领域中有着巨大的应用前景。它可以构建光网络节点,如光分插复用器(OADM)、光交叉互连器(OXC)等。与偏振无关的AOTF不仅增强了AOTF用于光通信回路的适应性,而且还拓展了AOTF在WDM网络中的应用。而模分离器是声光可调谐滤波器实现不依赖于偏振特性的主要功能部分。本文的主要工作是设计声光可调谐滤波器的光波导、模转换器和模分离器。 本文在理论研究的基础上,给出了声光可调谐滤波器的设计,主要包括三个方面内容: 1.设计了钛扩铌酸锂单模光波导,给出了设计结果。光波导的制作是采用钛扩散铌酸锂的方法。基于所设计的光波导必须满足单模条件这一设计原则,采用等效折射率的方法给出了初步设计的参数。接着,采用BPM方法对波导的模场进行了分析。通过模拟发现,实际设计的波导符合单模的条件,并且条形波导与单模光纤具有良好的模场匹配。 2.从声光耦合模理论出发,设计了声光可调谐滤波器中的模转换器。 3.设计了模分离器,给出了设计结果。本文采用BPM方法计算了模分离器中对称模和非对称模的相位差,得到了TE模具有100%的转换率、而TM模的转换率为0时所对应的中央耦合部分长度L_c和分叉角θ之间的关系曲线。从该曲线,可以得到同时满足TE模叉通和TM模直通条件的L_c和θ。最后,再次利用BPM这一工具,对所设计的模分离器进行了性能分析。


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