熱光長周期波導光柵輔助的非對稱Y分支模式開關研究.pdf

1、進入超寬帶和LTE時代后，隨著電子商務、大數(shù)據以及云計算等新興業(yè)務快速發(fā)展，人們對信息服務的需求量進一步增長。但由于光纖非線性效應等問題的限制，現(xiàn)有單模光纖通信網絡的傳輸容量正在逼近香農極限，無法繼續(xù)滿足日益增長的用戶需求。作為進一步提高光纖系統(tǒng)傳輸容量的重要途經之一，基于少模光纖的模分復用技術引起了廣泛專注。包括模式轉換器和模式復用/解復用器在內的模分復用器件是少模光纖模分復用系統(tǒng)的重要組成部分，目前仍處于探索研究與完善的階段。

2、>　　針對目前研究的不足，本文提出并設計制作了熱光長周期波導光柵輔助的非對稱Y分支模式開關，器件分別采用EpoClad和EpoCore聚合物材料制作波導包層和芯層，利用聚合物材料的熱光效應，通過上包層表面電極通電升溫在非對稱Y分支主干波導引入熱光側壁長周期波導光柵，將模式轉換與模式復用/解復用功能相結合，并通過調節(jié)電壓電流改變電極溫度來調諧熱光長周期光柵的耦合效率，構成了可重構可調諧的工作特性更全面的熱光模式開關器件。該器件不僅能實現(xiàn)L

3、P01模和LP11a模的復用和解復用，通過熱光長周期光柵的模式轉換，還能將LP01模和LP11a模有選擇性地通過Y分支的兩分支臂輸出，因此具有一定路由功能。
　　本文圍繞所提出的熱光模式開關的工作特性，首先分析了相關理論和工作原理，之后利用仿真軟件對器件結構參數(shù)進行了設計仿真，在此基礎上使用現(xiàn)有實驗設備分別制作了非對稱Y分支波導、熱光長周期波導光柵模式轉換器以及基于前兩者設計的熱光模式開關，最后分別對制作的器件樣品進行了性能測試。

4、
　　測試結果表明：實驗制作的非對稱Y分支波導應用于模式解復用時，最小插入損耗為12.01 dB，兩分支臂間串擾在波長為1566 nm時為-26.86 dB；應用于模式復用時，寬臂復用的最小插入損耗為12.61 dB，窄臂復用的最小插入損耗為17.26 dB。制作的熱光長周期波導光柵模式轉換器能實現(xiàn)LP01模和LP11a模之間的模式轉換，且可利用熱光效應調諧其耦合強度，測得其表面電極外接電壓電流為（3.8 V，0.14 A）時樣品