少模光纖中的光時(shí)域反射技術(shù).pdf

1、少模光纖中的光時(shí)域反射技術(shù)少模光纖中的光時(shí)域反射技術(shù)OpticalTimeDomainReflectometryfFewModeOpticalFibers學(xué)科專(zhuān)業(yè)：光學(xué)工程研究生：王震指導(dǎo)教師：李桂芳教授胡小龍教授天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院二零一六年十月I摘要光纖的低損特性曾經(jīng)帶來(lái)了通信行業(yè)的革命，但是單模光纖通信系統(tǒng)已經(jīng)接近它的通信容量極限?？辗謴?fù)用技術(shù)作為突破此容量極限的一種方式被提出?？辗謴?fù)用技術(shù)利用少模光纖作為傳輸介質(zhì)。作

2、為光時(shí)域反射技術(shù)的物理機(jī)制，瑞利散射理論在單模光纖已經(jīng)非常成熟。然而少模光纖中的瑞利散射的物理機(jī)制并沒(méi)有被系統(tǒng)地研究過(guò)。本論文研究少模光纖中的光時(shí)域反射技術(shù)的原理與應(yīng)用。論文包括以下五個(gè)方面：(1)推導(dǎo)了少模光纖中瑞利散射功率的一般表達(dá)式，建立了少模光纖中瑞利散射的標(biāo)量理論模型，包括模間瑞利散射和模內(nèi)瑞利散射。(2)理論上發(fā)現(xiàn)了前向模間散射是少模光纖中本征串?dāng)_的一種機(jī)制。雖然瑞利散射遠(yuǎn)小于激發(fā)模式的功率，但隨著激發(fā)模式在光纖中的傳輸，模

3、間瑞利散射會(huì)有累積式增加。(3)實(shí)驗(yàn)上利用空間光路型模分復(fù)用器測(cè)量了階躍少模光纖和漸變少模光纖中的模內(nèi)和模間的瑞利散射，測(cè)量所得的背向瑞利散射功率與理論預(yù)言吻合（最大誤差為0.28dB）。實(shí)驗(yàn)證明了所建立模型的正確性與有效性。(4)建立了保偏少模光纖中瑞利散射的矢量模型。分析發(fā)現(xiàn)同偏振之間的模間和模內(nèi)瑞利散射與標(biāo)量理論全同，而正交偏振之間的瑞利散射為零。(5)實(shí)驗(yàn)測(cè)量了保偏少模光纖中的同偏振和正交偏振之間的模間串?dāng)_。論文研究工作不僅奠定