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12 篇 学位论文
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12 篇 工学
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主题

14 篇 模式复用/解复用器...
7 篇 模分复用
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4 篇 少模光纤
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3 篇 聚合物
3 篇 模式转换器
2 篇 模式复用
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1 篇 空分复用
1 篇 多平面光转换
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1 篇 模式耦合
1 篇 高速单片集成光发...
1 篇 长周期光栅
1 篇 垂直定向耦合器
1 篇 耦合效率
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1 篇 光波导器件
1 篇 少模光纤布拉格光...

机构

6 篇 吉林大学
2 篇 北京邮电大学
2 篇 电子科技大学
1 篇 中国科学院半导体...
1 篇 北京科技大学
1 篇 长春理工大学
1 篇 北京大学

作者

1 篇 于津怡
1 篇 he yong-qi
1 篇 陈佳润
1 篇 宫喜宇
1 篇 li han
1 篇 李阳
1 篇 ge da-wei
1 篇 赛晓蔚
1 篇 张欢
1 篇 石健
1 篇 贾骏驰
1 篇 郭菲
1 篇 zhang huan
1 篇 li ju-hao
1 篇 李巨浩
1 篇 long keping
1 篇 葛大伟
1 篇 涂佳静
1 篇 李晗
1 篇 王燕

语言

14 篇 中文

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排序：

光通信系统中光子灯笼器件的理论及实验研究

光通信系统中光子灯笼器件的理论及实验研究

引用

作者：赛晓蔚北京邮电大学

学位级别：硕士

单模光纤通信系统的传输速率和容量已越来越接近其非线性香农极限的限制。近年来,利用空间维度的模分复用技术被公认为能够突破传统单模光纤通信系统传输容量瓶颈的有效技术手段。模分复用系统中最为关键的部分之一是复用及解复用器。... 详细信息

单模光纤通信系统的传输速率和容量已越来越接近其非线性香农极限的限制。近年来,利用空间维度的模分复用技术被公认为能够突破传统单模光纤通信系统传输容量瓶颈的有效技术手段。模分复用系统中最为关键的部分之一是复用及解复用器。本文从光纤中的模式耦合理论以及绝热拉锥理论出发,研究了几种基于光子灯笼的模分复用系统中模式复用及解复用方法,并提出了新型的基于椭圆光纤的简并模选择光子灯笼器件设计方法。本课题主要的研究内容和创新点分为以下四方面:1.分析了少模光纤及光子灯笼的基本原理,阐述了光子灯笼的数值计算方法。根据光子灯笼的功能不同,分别研究了非模式选择光子灯笼和模式选择光子灯笼。2.研究了基于圆形少模光纤的模式选择光子灯笼,设计并优化了其基本结构并进行了基于光束传播法和有限元方法的仿真分析,仿真结果证明,所设计的三模模式选择光子灯笼的LP01、LP11a和LP11b模的损耗分别为0.11 dB、0.13 dB、0.13 dB。六模模式选择光子灯笼的 LP01、LP11a、LP11b、LP21a、LP21b、LP02模式的损耗分别为0.023 dB、0.033 dB、0.117 dB、0.157 dB、0.310 dB、0.322 dB。3.依据绝热拉锥的原理,制备出了三模模式选择光子灯笼,实现了 LP01、LP11a和LP11b模式的选择功能。LP01、LP11a和LP11b模式的损耗分别为 0.5dB、0.83dB 和 0.41dB。4.针对当前基于椭圆光纤传输的弱耦合模分复用系统中椭圆光纤与现有模式复用解复用器模式不匹配的问题,首次提出基于椭圆少模光纤的简并模式弱耦合型模式选择光子灯笼,并进行了仿真验证,结果表明,本文提出的椭圆光纤型模式选择光子灯笼可实现所有模式的选择,其中三模模式选择光子灯笼LP01、LP11a、LP11b模的损耗分别为0.05dB、0.04dB、0.05dB,模间串扰均低于-20.8dB,渐变折射率和阶跃折射率六模模式选择光子灯笼模式损耗均低于0.35 dB,模式串扰低于-20 dB。

关键词：光纤通信模分复用模式复用/解复用器光子灯笼

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光子灯笼器件的理论研究及制备测试

光子灯笼器件的理论研究及制备测试

引用

作者：李阳北京邮电大学

学位级别：硕士

随着5G与人工智能等信息技术的发展,人类社会对数据传输的要求不断提高。由于光纤通信系统中单模光纤的非线性效应始终制约着信息传输速率和容量的进一步提升,旨在通过挖掘空间维度潜力去突破上述瓶颈的模分复用技术被寄予厚望。光纤通... 详细信息

随着5G与人工智能等信息技术的发展,人类社会对数据传输的要求不断提高。由于光纤通信系统中单模光纤的非线性效应始终制约着信息传输速率和容量的进一步提升,旨在通过挖掘空间维度潜力去突破上述瓶颈的模分复用技术被寄予厚望。光纤通信模分复用系统中最关键的器件之一是模式复用及解复用器,而光子灯笼作为性能良好的全光纤型模式控制器件,由于其低损耗、超带宽的特性,以及良好的模式扩展性、系统兼容性,成为最受研究者们青睐的模式复用及解复用器,对模分复用以及整个光纤通信系统通信速率和容量的提升非常关键。本文从光纤中的模式分析基本理论、模式耦合与超模理论、绝热拉锥理论等出发,研究了光子灯笼的基本原理与仿真设计方法,制备了全光纤型三模与六模光子灯笼,并提出了新型的轨道角动量模式选择型光子灯笼器件设计方法。本课题主要的研究内容和创新点分为以下三方面:1.本文分析了少模光纤中的本征模式、轨道角动量模式及光子灯笼的基本原理,介绍了光子灯笼仿真设计的数值计算常用方法及光子灯笼实验制备测试的常用方法。本文基于光束传播法和有限元分析法的仿真设计,研究分析了一种针对模式选择三模光子灯笼经典模型的优化设计,整体损耗低于0.07dB,模式选择性高于18dB;研究分析了一种模式选择六模光子灯笼优化设计,整体损耗低于0.07dB,模式选择性高于22dB。本文首次较为系统地讨论了单模端纤芯初始归一化频率值对光子灯笼选模特性的影响规律,为传统的选模光子灯笼结构设计方法提供了一种较为新颖直接的补充思路。2.结合实验室条件,我们在国内首次实现了三模和六模选模光子灯笼的制备和测试。本文介绍了首款国产成品化三模光子灯笼的制备方法、封装方法与测试性能,其成品化封装后整体插入损耗低于5.0dB,模式相关损耗低于3.0dB,工作带宽达到70nm;介绍了国产实验品六模光子灯笼的制备方法与测试性能,其 LP01、LP11a、LP11b、LP21a、LP21b和LP02各模式损耗分别为2.1dB、3.1dB、3.2dB、3.4dB、3.4dB 和 3.7dB。3.针对业界缺乏简单可行的全光纤型轨道角动量模式复用方法的问题,本文创新性地分析了模组选择光子灯笼输出模式随拉锥长度增大的周期性变化,利用控制特定拉锥区域处产生的模式间相位差,首次提出了轨道角动量模式选择光子灯笼设计,可实现单模端纤芯与少模端模式间一一对应的选择性激励。仿真结果证明,一阶轨道角动量光子灯笼的模式间串扰低于-24dB,插入损耗低于0.03dB,拉锥长度制作容差大于1mm,可在C+L全波段低损耗、低串扰稳定工作;二阶轨道角动量光子灯笼的模式间串扰低于-24dB,插入损耗低于0.04dB。本文首次实现了光子灯笼单模端选择性打光激励的基模与少模端转换输出的目标轨道角动量模式之间的一一对应关系,从而提供了一种简单可行的全光纤型轨道角动量复用新方法。

关键词：光纤通信模分复用模式复用/解复用器光子灯笼轨道角动量

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两输入两输出模式复用通信技术研究

两输入两输出模式复用通信技术研究

引用

作者：常玉鑫吉林大学

学位级别：硕士

随着互联网及其“带宽消耗”型(如大型数据中心、物联网、高清视频业务、多媒体实时业务等)业务的迅速普及,网络带宽的需求量以近60%的比例逐年剧增,容量从100Mb/s快速增长到100Tb/s。而未来,随着以“大数据”为科技引领的智能型社会的... 详细信息

随着互联网及其“带宽消耗”型(如大型数据中心、物联网、高清视频业务、多媒体实时业务等)业务的迅速普及,网络带宽的需求量以近60%的比例逐年剧增,容量从100Mb/s快速增长到100Tb/s。而未来,随着以“大数据”为科技引领的智能型社会的全面发展,对光网络带宽的需求必将超过以往的任何时期。为了应对网络带宽的迅猛需求,人们纷纷致力于光网络扩容技术的研究。目前,在扩容技术层面上,常用的技术有电域时分复用、波分复用、码分复用、偏振复用、正交频分复用以及多维多阶调制技术等等,但是这些技术均是以单模光纤为传输媒质。而受到单模光纤非线性效应以及放大器自发辐射噪声的影响,使得以单模光纤为传输介质的光网络容量愈来愈趋近其容量极限。在这种背景下,模式复用传输技术引起了人们的关注。模式复用技术是以少模光纤中为数不多且彼此正交的模式作为独立的信道来传递信息,使得在单纤上成倍扩充系统的容量成为了可能。本文深入细致地探究了模式复用传输技术,阐述了模式复用传输的关键技术,并提出一种基于少模光纤布拉格光栅及光纤环行器的模式复用/解复用器,建立了两输入两输出的模式复用通信实验系统,完成了不同速率伪随机信号的背对背及10km同时传输实验。本文主要工作如下:首先,以Maxwell方程为理论依据,对少模光纤中的模式进行详细推导,仿真分析了两模光纤中LP01模和LP11模的电场分布。然后详细阐述了模式复用传输的关键技术,重点分析了模式的复用/解复用技术。其次,理论推导了少模光纤布拉格光栅的耦合模方程,并对其相位匹配条件(布拉格条件)进行了详细分析。阐述了少模光纤布拉格光栅实现模式复用/解复用的原理,并通过分析了不同偏芯熔接距离下少模光纤输出端模式光场分布,确定了有效激发LP11模式的偏芯距离。此外,通过相位掩模技术制备了实验用的少模光纤布拉格光栅,并且特殊制备高阶模式能顺利传输的光纤环行器,以此制成了少模光纤布拉格光栅型的模式复用/解复用器,实验测试了其性能,给出了其插入损耗值。最后,建立了基于少模光纤布拉格光栅的模式复用通信的实验系统。分别以LP01和LP11模作为传输信道,实现了1.25Gb/s和622Mb/s、1.25Gb/s和10Gb/s、4.25Gb/s和10Gb/s、以及两路10Gb/s伪随机信号背对背传输和10km传输,并分析了两路10Gb/s传输系统误码性能。文章最后对全文的主要工作进行总结,对基于少模光纤布拉格光栅的模式复用技术进行了评价,指出存在的问题,并对基于少模光纤的模式复用技术的发展进行了展望。

关键词：光纤通信模式复用少模光纤模式复用/解复用器少模光纤布拉格光栅

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基于少模光纤的模式复用通信技术研究

基于少模光纤的模式复用通信技术研究

引用

作者：石健吉林大学

学位级别：硕士

随着以个人移动和固定宽带为代表的通信业务的不断普及，互联网和大型数据中心为代表的IT业务的迅猛发展，使得当前信息化社会对于网络带宽的需求达到了前所未有的高度。为了解决不断出现的“带宽消耗”型业务对光传送网带来的巨大压力... 详细信息

随着以个人移动和固定宽带为代表的通信业务的不断普及，互联网和大型数据中心为代表的IT业务的迅猛发展，使得当前信息化社会对于网络带宽的需求达到了前所未有的高度。为了解决不断出现的“带宽消耗”型业务对光传送网带来的巨大压力，人们通过各种办法提高现有的光传输容量。由于单模光纤自身固有的非线性效应限制，以现在的趋势发展下去，单模光纤可能在未来不远的时间达到可以预见的“带宽耗尽”，因此寻求一种能从根本上解决单模光纤自身“带宽极限”的光传送技术成为重中之重，少模光纤的模式复用就是在这种大背景下应运而生的。模式复用技术利用少模光纤中有限的稳定模式作为独立信道传递信息，可以成倍的提高系统容量和频谱效率。是构建未来光网络的关键技术之一。本文在这一背景下对基于少模光纤的模式复用技术进行研究。少模光纤模式复用技术是一种新兴的光复用技术，本文从基本原理出发，论述模式复用系统的基本构成以及关键技术。通过推导麦克斯韦方程组，分析了少模光纤的相关模式特性。采用波导光学的方法研究了少模光纤中模式的正交性，为模式复用技术奠定理论基础;分别采用三种不同方法对模式复用仿真系统进行理论分析，探讨了各种建模方法的特点，为构建实际的模式复用仿真系统提供理论依据。在分析已有模式复用器/解复用器工作机理和特性的基础上，设计了一种基于非对称平面光波导的模式复用/解复用器，该器件兼具模式转换功能;分别建立了基于直接检测和相干检测的模式复用系统仿真平台，研究了不同系统损伤对系统性能的影响。论文的具体工作如下：首先，研究了少模光纤的相关模式特性。少模光纤是模式复用的物理基础，通过推导麦克斯韦方程组，分析了少模光纤的模式特性，仿真了双模光纤不同模式的空间光场分布情况;研究了模式的正交性，这是模式复用最根本的理论基础。其次，通过数学建模对少模光纤模式复用系统进行了理论分析，分别采用了耦合模理论法、非线性薛定谔方程法和矩阵传输法进行了分析，并研究了各种方法的特点，为建立模式复用仿真系统进行了理论铺垫。然后对模式复用的几种关键技术进行了论述，对相干接收时的数字信号处理算法流程做了较为详细的阐述，为后续处理提供算法支持。再次，对模式复用系统中的关键器件——模式复用/解复用器进行了研究，首先介绍了几种常见的模式复用/解复用器，分析了其工作原理和特点;设计了一种基于非对称平面光波导的模式复用/解复用器，经过波束传播法仿真分析得出，该器件能够良好实现模式复用/解复用功能和模式转换功能，并且易于互联、小型化和集成，是一种性能优良的模式复用/解复用器。最后，我们采用非线性薛定谔方程法与矩阵传输法相结合，分别构建了直接检测和相干检测的模式复用系统，通过改变模式耦合和差分模式时延等损伤，分析系统性能，并提出了改善系统性能的方法，为日后的研究做出初步的建议。

关键词：光纤通信少模光纤模式复用模式复用/解复用器补偿

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