冒进斌[1]2016年在《基于阵列波导光栅的偏振控制技术的研究》文中研究说明阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating:AWG)具有设计灵活、易于集成、应用广泛等优点,逐渐成为构建超大容量波分复用系统(Wavelength-Division Multiplexing:WDM)的核心器件之一。一般而言,AWG对不同偏振态的光束有不同的传输特性,即AWG的偏振态敏感性。一方面,对于偏振复用系统,可利用偏振态敏感性强且多功能集成的单个AWG实现偏振复用系统的不同功能;另一方面,在要求偏振态无差异传输的系统中,AWG的偏振态敏感性将直接影响整个系统的正常运转,因此对AWG偏振控制的研究具有十分重要的意义。本文的主要工作是研究并分析基于AWG的偏振控制技术。主要包括基于AWG的偏振态分束/混频技术以及消除AWG的偏振敏感性技术两个方面。本文首先基于AWG的基本原理,推导并验证了AWG传输函数的正确性。对于基于AWG的偏振态分束/混频技术。本文从理论上分析并设计了具有偏振分束或混频的AWG器件,并通过传输函数以及光学软件加以模拟分析,模拟结果验证了AWG实现偏振分束与混频技术的正确性。对于消除AWG的偏振敏感性技术。本文基于原有消除AWG偏振敏感性的技术,探究波导双折射率与波导结构的关系,提出偏振补偿法消除波导结构引起的偏振敏感性;在此基础上,本文从光栅方程出发,创造性地提出利用非对称平板波导技术完全消除嵌入半波片AWG的残留偏振敏感性,此方法具有结构简单,温度可调等优点。最后,本文针对半波片消除AWG偏振敏感性的不足,提出采用偏振旋转器代替半波片实现偏振旋转功能。详细介绍了基于表面等离基元的偏振旋转器的基本原理,并设计了一种新型偏振旋转器,具有插入损耗低,结构紧凑等优点,为今后消除AWG偏振敏感性以及实现偏振旋转提供了理论基础。
李雪梅[2]2002年在《阵列波导光栅的传输理论——一种新的研究方法》文中提出阵列波导光栅(AWG)复用／解复用器自70年代提出以来，已有不断的发展和进步，已逐步步入实用化阶段。本文提出用周期波导的方法，分析平面阵列波导光栅模式参数及其本征方程。分析结果表明：对于单模传输，色散关系中除了与频率有关的材料色散和波导色散外，还应包括与输入端光场的角谱有关的空间色散(k色散)。提出一种利用紧束缚近似的微扰法计算阵列波导的相位常数与输入光角谱的关系，由此算出相位常数的带宽，并利用衍射方法估算单模传输中k色散引起的群延时。本文还将AWG视为空间不变线性系统，使用点扩展函数的方法，求出AWG系统输出分布的解析式，通过数值计算得到串扰与数值孔径及其波导间距的关系。
佚名[3]2007年在《光电子技术》文中研究指明O432007040361相干光照明下无衍射系统的点扩散函数的测量/翟中生,赵斌(华中科技大学机械学院)//光电子技术.―2006,26(4).―255～258.在分析相干光照明下无衍射成像系统理论的基础上,设计了无衍射光成像系统的点扩散函数的测量系统。利用菲涅耳衍射理论,推导出相干光照明下无衍射系统的点扩散函(PSF)的形式,并分析出点扩散函数的条纹疏密与锥镜的夹角和点光源的位置有关。实验和仿真结果表明,点扩散函数的条纹间距随锥镜夹角增大而变窄,随点光源距透镜距离的增大而变窄。图6表0参5
姜暖[4]2013年在《用于光纤光栅传感网络的光纤光栅阵列和新型光栅器件研究》文中认为大规模光纤传感网络的迅速发展,使得传统的分立光纤器件构建这样的网络不仅技术上遇到障碍,而且在制造技术上也遇到越来越大的困难。光纤光栅技术的发展,为大规模光纤传感网络的构建提供了一种便于工业化生产的方式。在这些系统中,光纤光栅已不仅仅是一种单一的波长器件或传感单元,而是作为一种大规模光纤传感系统的功能器件和制造工艺技术在工业领域得到应用。随着光纤光栅应用技术的不断发展,各种不同结构、不同功能和多功能集成的光纤光栅器件不断涌现,使得构建具有更复杂功能和更良好性能的光纤光栅传感网络成为可能。这为光纤光栅和相关系统应用开拓更大领域的同时,也为基础理论研究提出了一系列新的课题,对其研究必须发展新的理论和实验研究方法。本文以大规模光纤光栅传感阵列为背景,对单根光纤上制作多组光纤光栅的系统理论、制造技术和测试技术进行了深入研究。对具有复合功能的光纤光栅耦合器、光纤光栅偏振器以及微纳光纤光栅进行了理论和实验研究,这些新型器件将为大规模光纤光栅传感网络的发展提供新的支撑。本论文的主要研究结果和创新点如下:1.对单根光纤上多组光纤光栅复合系统进行研究,突破制造技术和单根光纤上多组低反射率光纤光栅独立性能的在线实时监测技术,解决了光纤光栅传感网络的制造和应用的关键基础问题。2.研制成功了光纤光栅耦合器,这种复合功能器件具有特殊的波长选择性和传输特性,在复杂全光纤网络的上、下行节点上有重要应用,是构建更加复杂的光纤光栅传感网络的重要节点。3.提出一种小型化的集成功能器件--光纤光栅偏振器,通过建立叁维复合波导模型,分析了光经过此波导的偏振特性,采用特殊工艺制作了保偏光纤光栅偏振器,并将其应用于环形腔光纤激光器,替代两个组合器件,实现了单偏振单纵模输出。光纤光栅偏振器的应用,将使复杂光纤光栅传感网络具备偏振控制能力。4.研制了新型的微纳光纤光栅器件,进行了此类器件的微拉力和化学参量传感,实现了比普通光纤光栅高156倍的40.001nm/N高灵敏度微拉力测量和可以区分0.038%质量浓度变化的高灵敏度盐溶液检测。微纳光纤光栅的使用,将进一步促进其小型化和提高光纤光栅传感网络的灵敏度。
刘辛[5]2005年在《阵列波导光栅（AWG）的仿真与研制》文中研究说明全光通信是未来通信的发展趋势,密集波分复用(DWDM)技术是光通信中的关键技术,而复用器/解复用器又是DWDM 系统中的关键器件。其性能的优劣对波分复用系统的传输质量有决定性影响。对复用器/解复用器的必然要求是:解复用器信道间串扰小、稳定、插入损耗小、便于集成; 另外,必须能够大量生产,经济有效。但在设计系统时常在这些综合因素中选取最佳值。在硅衬底上单片集成的石英波导构成的平面光波线路(PLC)是实现这种复用器的最可行的方法。在这种背景下,出现了一种新型的平面光学器件:阵列波导光栅(AWG)。这种光栅和传统的衍射光栅相比,具有相似的色散特性,可实现波长复用功能。本文对AWG 器件进行了详细的理论研究和模拟计算,主要内容包括:(1) 详细介绍了AWG 的基本原理、结构、参量设计、优化设计及制造工艺。(2) 介绍了有限差分光束传播方法(FD-BPM)的基本思想,并以之为基础推导出了一种新的有限差分光束传播方法,通过比较证明,新算法提高了模拟计算精度而没有增加计算时间,有一定的实用价值。(3) 介绍了以有限差分光束传输法为核心算法编制的AWG 模拟计算软件,对AWG中的传输光场进行了详细的分析和计算,并在此基础上对1×4 和1×8AWG 的输出光场分布及光谱响应进行了模拟计算。(4) 介绍以AWG 为解复用器制作出的1×32 解复用模块,并给出了测试过程、测试结果及最后封装形式。
鲁平[6]2005年在《新型阵列波导器件的理论与实验研究》文中认为波导器件是光通信网络中的关键光电子器件。其性能优劣对光通信系统的传输质量起着决定性的影响。与之相关的波分复用器、光功率分支器、波长解复用光探测阵列模块等成为目前研究的热点。本文围绕新型阵列波导器件开展了深入的理论和实验研究,具体内容如下:(1)研究了阵列波导光栅的工作原理,运用线性系统理论导出了器件传输的数学模型。提出了AWG 结构参数的优化设计方法,给出了32×0.8nm,中心波长为1.54851μm的阵列波导光栅的优化设计实例。(2)提出了一种新的有限差分光束传播方法,在不增加计算时间的基础上有效提高了模拟的精度。介绍了以有限差分光束传输法为核心算法编制的AWG 模拟计算软件,对AWG 中的传输光场进行了详细的分析和计算,并在此基础上对1×4、1×8 和1×32 AWG 的输出光场分布及光谱响应进行了模拟计算。(3)提出了采用偏振相关理论以实现偏振不敏感阵列波导光栅的新方案,有效改善了器件的偏振相关损耗,奠定了研制新型偏振不敏感AWG 的理论基础。并且探讨了提高宽扁形波导与光纤耦合效率的方法。(4)提出了采用离子束辅助沉积制备阵列波导光栅波导材料的新方法,并进行了实验验证。测试结果表明该器件在偏振相关性以及热稳定性等指标上都得到了改善。(5)建立了基于直波导的新型阵列波导光栅的理论模型。详细介绍了新型AWG 结构参数的优化设计。并且基于FD-BPM 方法对新型AWG 进行了模拟计算分析,模拟结果显示采用设计的结构参数,可以获得比较好的解复用效果。分析了自聚焦平板波导GISLAB 的工作性能,得出GISLAB 后焦面上的光场分布正比于物体的傅里叶变换的重要结论。并通过实验验证了GISLAB 的工作特性。(6)提出了一种精度比较高的光敏光纤光敏性的在线测量方法,测得的光纤折射率变化与曝光时间的变化关系与H. Patrick 等人提出的吸收模型的变化规律一致,该方法具有较高的准确性与实用价值。对光敏光纤的光敏性进行了实验研究,通过选择合适的实验条件,使光纤的光致折射率变化率达到1%,而且光纤横截面的折射率分布也比较均匀。这为基于光敏性的波导器件研究奠定了良好基础。(7)探讨了采用Interleaver 以实现1×32 100GHz 密集波分复用器的方法。理论
参考文献：
[1]. 基于阵列波导光栅的偏振控制技术的研究[D]. 冒进斌. 南京邮电大学. 2016
[2]. 阵列波导光栅的传输理论——一种新的研究方法[D]. 李雪梅. 福建师范大学. 2002
[3]. 光电子技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2007
[4]. 用于光纤光栅传感网络的光纤光栅阵列和新型光栅器件研究[D]. 姜暖. 国防科学技术大学. 2013
[5]. 阵列波导光栅（AWG）的仿真与研制[D]. 刘辛. 华中科技大学. 2005
[6]. 新型阵列波导器件的理论与实验研究[D]. 鲁平. 华中科技大学. 2005
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