通信用多芯光纤的光学特性研究

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1、分类号学号M201172895学校代码10487密级硕士学位论文通信用多芯光纤的光学特性研究学位申请人：杨芳学科专业：光学工程指导教师：唐明教授答辩日期：2014.1.11万方数据ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheOpticalCharacteristicResearchofMulti-coreFiberforCommunicationCandidat

2、e:YangFangMajor:OpticalEngineeringSupervisor:Prof.TangMingHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本

3、人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华

4、中科技大学硕士学位论文摘要当前光通信网络正朝着大规模、大容量的方向迅速发展，传输带宽所面临的巨大增长压力对通信光纤提出了更高的要求。在此背景下，基于空分复用的多芯光纤逐渐受到关注，相比传统单芯光纤和光子晶体光纤，多芯光纤充分利用了空间维度，可以有效解决传统单模光纤的理论传输容量极限导致的容量紧缩问题。而大容量传输系统要求多芯光纤具有低串扰大模场面积等光学特性，基于此本论文对多芯光纤的结构和光学特性进行了研究与分析，主要内容为：研究多芯光纤与单模光纤的耦合系统，为后续的系统传输实验做好准备。通过对比多种耦合

5、系统选取最适用、可行的方案——对单模光纤的包层进行化学腐蚀至与多芯光纤匹配的尺寸，再进行毛细管内堆积，该耦合器件简便可行、成本低、规格小，便于推广；利用模式耦合理论和功率耦合理论，详细研究了多芯光纤中的串扰特性，并利用matlab进行相应的理论计算，其中功率耦合理论能够更准确地描述多芯光纤中的串扰，另外特别分析了弯曲和沟道结构对串扰的影响；以七芯光纤为例进行多芯光纤结构设计，并分别采用光束传输法和有限元法模拟仿真了多芯光纤中各结构参量对芯间串扰和有效模场面积的影响关系，并进行参量优化，设计出在理论上实现串

6、扰小于-45dB，模场面积大于130μm2的多芯光纤结构。并使用已拉制出的多芯光纤使用偏芯熔接方法进行串扰实验及其他光学性能参数测试。关键词：多芯光纤耦合系统耦合理论数值分析低串扰大模场面积I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractCurrently,opticalcommunicationnetworkisdevelopingrapidlytowardslargescaleandlargecapacity,thenhigherrequestinopticalfibercommunications

7、ystemisputforward,facedwiththehugepressureoftransmissionbandwidth.Underthisbackground,multi-corefibers(MCFs)basedonspacedivisionmultiplexing(SDM),canovercomethecongestionproblemcausedbythetheoreticaltransmissionlimitofsinglemodefiber.Multicorefiberscannot

8、beusedinthetransmissionsystemonlyiftheyhavetheopticalpropertiesoflowcrosstalkandlargeeffectivemodefieldarea.Inthisthesis,thestructureandtheopticalperformanceofmulti-corefiberforcommunicationsystemaresystematicallyre