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

1、隨著光通信系統(tǒng)從單波長點對點的光線路系統(tǒng)向多波長網(wǎng)絡化演進，光分插復用器(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，而且還能提高網(wǎng)絡的可靠性，降低節(jié)點成本，提高網(wǎng)絡運行效率。從國內(nèi)外OADM發(fā)展來看，主要有以下幾種典型的OADM：陣列波導光柵型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的光波模式之間選擇耦合，有著快速的響應速度和動態(tài)波長可調(diào)特點。本論文在這些類型的OADM的基礎上，結(jié)合聲光效應的特點，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

3、和引入OADM技術的主要意義。 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。從光波導耦合模理論出發(fā)，推導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，推導出OADM上下路輸出光功率譜與耦合器腰區(qū)半徑及耦合長度的解析式，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、動態(tài)可重構(gòu)和旁瓣抑止度改善到-20dB等優(yōu)點。 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的實驗研究。對聲能轉(zhuǎn)換器和光纖熔錐零耦合器的研制過程、制作工藝和檢測方案進行了陳述和分析，總結(jié)出作者在實驗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驗中未能獲得較理想的零耦合器原因，對如