發(fā)布時(shí)間：2020-12-08 03:38

　　近年來(lái),隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)以及視頻流等技術(shù)的不斷發(fā)展,人類(lèi)社會(huì)已經(jīng)步入了一個(gè)全新的信息化時(shí)代,新信息時(shí)代對(duì)于帶寬的要求已經(jīng)大大超出了人們的預(yù)想。如果不及時(shí)尋求新的光傳輸技術(shù),或許人類(lèi)將面臨容量枯竭的窘境。模分復(fù)用技術(shù)就是解決這一矛盾的關(guān)鍵技術(shù),它利用不同模式的正交特性,將不同模式作為相互獨(dú)立的信息載體來(lái)傳輸信息,可以極大提高容量帶寬。在模分復(fù)用系統(tǒng)中模分復(fù)用/解復(fù)用器是完成模式轉(zhuǎn)換與模式復(fù)用的關(guān)鍵器件,基于光子晶體的模分復(fù)用/解復(fù)用器件不僅具有模分復(fù)用的技術(shù)優(yōu)勢(shì),同時(shí)還具有光子晶體的各種優(yōu)點(diǎn),是未來(lái)光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵器件之一。本文首先對(duì)模式耦合理論進(jìn)行分析,并對(duì)常規(guī)橫向耦合結(jié)構(gòu)的模式耦合進(jìn)行了深入研究。然后,利用平面波展開(kāi)法對(duì)二維正方晶格光子晶體波導(dǎo)色散特性進(jìn)行研究,并利用時(shí)域有限差分法驗(yàn)證其耦合特性。最后,根據(jù)相位匹配原理設(shè)計(jì)了兩種光子晶體三模式模分復(fù)用/解復(fù)用器。一種是主波導(dǎo)中含有介質(zhì)柱型三模式模分復(fù)用/解復(fù)用器,另一種是主波導(dǎo)中不含介質(zhì)柱型三模式模分復(fù)用/解復(fù)用器。主波導(dǎo)含介質(zhì)型三模式模分復(fù)用/解復(fù)用器通過(guò)調(diào)整波導(dǎo)中介質(zhì)柱大小得到各單模波導(dǎo)與多模波導(dǎo)。主波導(dǎo)不含介質(zhì)柱型三模式模分復(fù)用/解復(fù)... 

【文章來(lái)源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 模分復(fù)用技術(shù)
        1.2.1 光路型
        1.2.2 空間型
    1.3 光子晶體概述
        1.3.1 光子晶體的概念
        1.3.2 光子晶體特性
        1.3.3 光子晶體應(yīng)用
    1.4 論文的研究重點(diǎn)與安排
第二章 耦合模理論及光子晶體的數(shù)值計(jì)算方法
    2.1 耦合模理論
        2.1.1 模式耦合的概念
        2.1.2 耦合波方程
        2.1.3 耦合功率方程
        2.1.4 超模理論
    2.2 平面波展開(kāi)法
        2.2.1 平面波展開(kāi)法的基本原理
        2.2.2 二維光子晶體帶隙的計(jì)算
        2.2.3 超晶胞的基本理論
    2.3 時(shí)域有限差分法
        2.3.1 時(shí)域有限差分法的基本原理
        2.3.2 二維直角坐標(biāo)系中的FDTD
        2.3.3 PML吸收邊界條件
        2.3.4 數(shù)值色散及穩(wěn)定條件
    2.4 本章小結(jié)
第三章 光子晶體波導(dǎo)模式耦合特性分析
    3.1 光子晶體波導(dǎo)傳播常數(shù)特性
        3.1.1 介質(zhì)柱半徑對(duì)傳播常數(shù)的影響
        3.1.2 波導(dǎo)寬度對(duì)傳播常數(shù)的影響
    3.2 光子晶體三模式模分復(fù)用/解復(fù)用器主波導(dǎo)結(jié)構(gòu)
        3.2.1 介質(zhì)柱型主波導(dǎo)結(jié)構(gòu)
        3.2.2 寬度型主波導(dǎo)結(jié)構(gòu)
    3.3 光子晶體模分復(fù)用/解復(fù)用器的耦合結(jié)構(gòu)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 光子晶體三模式模分復(fù)用/解復(fù)用器的設(shè)計(jì)
    4.1 模分復(fù)用/解復(fù)用器的理論模型
    4.2 光子晶體模分復(fù)用/解復(fù)用器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能分析
        4.2.1 主波導(dǎo)含有介質(zhì)柱型模分復(fù)用/解復(fù)用器
        4.2.2 主波導(dǎo)不含介質(zhì)柱型模分復(fù)用/解復(fù)用器
    4.3 光子晶體模分復(fù)用/解復(fù)用器的性能分析
        4.3.1 主波導(dǎo)含有介質(zhì)柱型模分復(fù)用/解復(fù)用器性能指標(biāo)
        4.3.2 主波導(dǎo)不含介質(zhì)柱型模分復(fù)用/解復(fù)用器性能指標(biāo)
        4.3.3 兩種模分復(fù)用/解復(fù)用器性能對(duì)比
    4.4 本章小結(jié)
第五章 工藝誤差對(duì)三模式模分復(fù)用/解復(fù)用器的性能影響
    5.1 光子晶體制備工藝
    5.2 工藝誤差對(duì)三模式模分復(fù)用/解復(fù)用器的性能影響
        5.2.1 波導(dǎo)寬度變化對(duì)器件性能影響
        5.2.2 介質(zhì)柱半徑變化對(duì)器件性能影響
        5.2.3 介質(zhì)柱位置變化對(duì)器件性能影響
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫(xiě)的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)的專(zhuān)利
附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種新型高雙折射光子晶體光纖特性研究[J]. 曹曄,李榮敏,童崢嶸.  物理學(xué)報(bào). 2013(08)
[2]一種新型高效光子晶體多信道下載濾波器的設(shè)計(jì)[J]. 余建立,沈宏君,葉松,洪求三.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2012(11)
[3]大模場(chǎng)光子晶體光纖研究進(jìn)展[J]. 易昌申,張培晴,戴世勛,王訓(xùn)四,許銀生,徐鐵峰,聶秋華.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2012(10)
[4]光子晶體直接耦合結(jié)構(gòu)雙波長(zhǎng)THz波調(diào)制器[J]. 宋麗軍,陳鶴鳴,趙新彥,汪靜麗.  光通信研究. 2012(04)
[5]光控光子晶體太赫茲波調(diào)制器消光比的研究[J]. 楊小杰,陳鶴鳴,汪靜麗,趙新彥,錢(qián)晨.  電子元器件應(yīng)用. 2012(04)
[6]耦合模理論及其在光纖光學(xué)中的應(yīng)用[J]. 錢(qián)景仁.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2009(05)
[7]用平面波展開(kāi)方法計(jì)算二維光子晶體帶隙結(jié)構(gòu)[J]. 張文富,王鵬,方強(qiáng),程益華.  西安郵電學(xué)院學(xué)報(bào). 2007(03)
[8]半導(dǎo)體光子晶體激光器的研究進(jìn)展[J]. 唐海俠,王啟明.  半導(dǎo)體光電. 2005(03)
[9]時(shí)域有限差分法的Matlab仿真[J]. 郭春波.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2003(11)
[10]耦合波理論的一點(diǎn)補(bǔ)充[J]. 錢(qián)景仁.  物理學(xué)報(bào). 1963(06)

博士論文
[1]基于高速大容量光纖通信用大芯徑光纖及多芯光纖的研制[D]. 鄭斯文.北京交通大學(xué) 2014
[2]硅基光子晶體帶隙特性與波導(dǎo)研究[D]. 侯金.華中科技大學(xué) 2011
[3]二維光子晶體光通信功能器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能研究[D]. 任宏亮.上海交通大學(xué) 2008

碩士論文
[1]色散補(bǔ)償光子晶體光纖的設(shè)計(jì)及特性分析[D]. 程旭.北京郵電大學(xué) 2015
[2]模分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)的建模與仿真[D]. 劉俊彥.北京郵電大學(xué) 2015
[3]空分復(fù)用中利用空間光調(diào)制器實(shí)現(xiàn)對(duì)光模式的精確控制和選擇方法的研究[D]. 齊曉莉.北京郵電大學(xué) 2015
[4]用于光纖模分復(fù)用的光纖模式變換和模分復(fù)用技術(shù)研究[D]. 高松.北京交通大學(xué) 2014
[5]空間模式復(fù)用光通信系統(tǒng)中的主模式傳輸研究[D]. 鄧劉嬌.北京郵電大學(xué) 2014
[6]大容量高速光纖通信系統(tǒng)中PolMux技術(shù)的研究[D]. 劉爽.西安電子科技大學(xué) 2012
[7]基于光子晶體的濾波器設(shè)計(jì)[D]. 陳超.北京郵電大學(xué) 2007



本文編號(hào)：2904386