新型宽带光子晶体光纤设计与制作的研究论文

《新型宽带光子晶体光纤设计与制作的研究论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：，7歹丕乏签字日期：汕l多年弓月驴翮躲撕导师签名：∥‘j『-签字日期：加／弓年乡月J午日、／中图分类号：TN929．11UDC：学校代码：10004密级：公开北京交通大学北尿父趣大字博士学位论文新型宽带光子晶体光纤的设计与制作研究DesignandFab

2、ricationofNovelBroadbandPhotonicCrystalFibers作者姓名：王立文导师姓名：娄淑琴学位类别：工学学科专业：通信与信息系统学号：07111022职称：教授学位级别：博士研究方向：光子晶体光纤北京交通大学2012年4月北京交通大学博士学位论文致谢致谢首先要感谢导师娄淑琴教授，本论文正是在娄老师的悉心指导和不断勉励下才得以顺利完成。从最初的选题、研究过程到最终完成，每一步的前进都离不开导师的关心、指导和帮助。娄老师对于我们是良师，更是益友。在科研和学习中，娄老师精深的学术造诣、严谨的治学态度、踏实的工作作风以及对科研工作的满腔热情，是我学习的楷模，鼓舞和

3、鞭策我不断前进；在生活中，娄老师像母亲一样敞开温暖的胸怀，给予我很多的宽容、鼓励以及无微不至的关爱和帮助。在论文完成之际，谨向恩师致以最崇高的敬意和最衷心的感谢!感谢在攻读博士学位期间指导和帮助过我，和我一起学习和工作过的老师和同学们。特别要感谢盛新志教授的热心鼓励与无私帮助。感谢在同一课题组学习和工作过的郭铁英、李宏雷、姚磊、陈卫国、鹿文亮等博士，论文的完成离不开他们理论上的帮助和有益讨论，也离不开他们在实验中的团结协作。还要感谢薛淼、刘楚、赵瑞峰、张晨芳、王静、尹国路、李博、苏伟、王鑫博士给予的热心帮助和鼓舞。感谢你们!最要深深感谢的是我挚爱的父母、妻子和妹妹。感谢父母无条件的爱与支

4、持，思念父母永远逝去的音容笑貌。感谢妻子和妹妹，是你们尽孝床前，使我得以专心完成学业。每每想到父母的养育恩情和妻子妹妹的默默付出，心中就充满了勇气与力量。你们无限的理解与包容，及时的安慰和鼓励，让我坚定了应对困难和挑战的信心。你们的爱永远是我心灵的依托和力量的源泉。谨以此文献给我最爱的父亲、母亲、妻子和妹妹!北京交通大学博士学位论文中文摘要随着现有网络向超高速率超大容量全光网络的演进，支撑光通信网的各种关键器件的性能急需提升。新材料、新结构研究是创新实现高速率、低成本、低功耗宽带全光器件的有效途径。本论文基于光子晶体光纤(Photoniccrystalfiber，PCF)结构设计灵活、实

5、现特性可控等优异特性，结合国家自然科学基金项目“系列超宽带双芯光子晶体光纤及其相关器件的研究”以及国家973计划项目“面向光路交换网络的光纤器件理论与关键技术研究”，针对超高速率超大容量全光网络对宽带全光器件的需求，在宽带偏振无关双芯PCF、单偏振单模PCF的设计和制作等方面进行了深入的理论和实验研究。取得的主要创新成果有：1．根据实际光子晶体光纤制作及特性分析的需求，首次将数字图像处理技术和全矢量有限元方法相结合，提出了用于光子晶体光纤制作过程的光纤特性快速分析模型，实现了对PCF实际制作过程中的样品进行近实时监测，有效地减小了典型工艺缺陷对光纤特性的影响，减小了所研制PCF特性与设计

6、的偏离。以两种商用光子晶体光纤为例，验证了该方法的正确性。并将该方法应用于辅助光纤拉制，提高光子晶体光纤的制作效率和成品率。2．提出一种宽带偏振无关双芯PCF。在研究光纤结构对其宽带特性和偏振无关特性影响规律的基础上进行结构优化设计，所获得的PCF模场面积与普通单模光纤模场面积匹配，两芯区被中心调制区有效分离，为光纤耦合器的研制提供了便利。基于该PCF设计了分光比分别为50：50矛D90：10的两种光纤定向耦合器，在覆盖整个光通信波段的1．225—1．675#m宽带波长范围内分别实现了分光比误差小于1％、偏振态间误差小于0．5％和分光比误差小于0．2％、偏振态间误差小于0．1％的优良性能

7、。3．从制作可行性和应用角度出发，采用小空气孔线阵结构代替椭圆形空气孔，提出一种具有较高制作可行性的宽带偏振无关双芯PCF。经过优化设计可以在波长1．26．1．625#m范围内实现波长无关和偏振无关特性，基于该光纤设计的50：50和90：10光纤定向耦合器在整个工作带宽内具有分光比误差分别小于1％和0．2％、两偏振态间误差均小于0．2％的优良特性。并对该光子晶体光纤进行了制作研究，实验表明这种采用小空气孔线阵结构代替椭圆形空气孔的设