熔融拉锥光纤耦合器特性的研究

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1、分类号密级硕±学位沦文颤化曰？烙融拉锥光纤稱合器特性的研究英文并列题目：＾ＵＵＵ．．ＪＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎ化ｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｆｉｉｓｅｄｔａｐｅｒｏｐｔｉｃａｌｃｏｕｐｌｅｒｓ研究生：苗培培专业：光学工程研究方向：光传输与光通信导师：朱益清指导小组成员：－２０－１６１学位授予日期：００４答辩委员会主席＝张逸新江南大学地址：无锡市證湖大道１

2、８００号二〇—五年十二月独创性声明本人声明新里交的学位洽文是本乂在导师指导下进巧的研究工作及敢得的研巧巧果。尽衰巧巧．除了文中轉闡化凤标注巧致谢巧巧方外．訟文中不包當貧他乂邑经发表或撰写过的研筑成果，也不包含本义为歎江南＾大学或其巧巧育机将的学位或巧书而德用妊的持料一。与戴同工作巧同志巧本研巧巧錄的任傾巧献均良在论文中俸了明巧的游明并蠢巧谢患。？．签萬毒若曰類：＞屯批＾关于轮文使用授巧的说明本学伎论文作者堯全了解江南乂学有关保留、使用学位论文的规巧：

3、江巧大学有校保酉＃向函家有关録口或化巧送交絶文的复巧件巧巧盘，Ａ许论文搜查窃巧借阅，可巧巧学位论文的全部或部分内容编乂有巧巧据库迸巧後巧，可议寒用巧巧、缠巧或巧描等复剝手段保毎、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容巧纸歲论文的内容相一致。保密巧学位论文在解密盾也遵守此戴度。签名：导师签皂：巧每每去委４曰期：。‘Ｉ气３摘要随着光纤通信技术的快速发展，光纤器件在光通信领域的应用越来越广泛，其中烙锥型光纤賴合器已经成为应用最广泛的光纤无源器件。就其各

4、项特性指标而言烙锥型一类器件光纤賴合器也是最具代表性的。为满足不断发展的光纤通信行业的需求，光纤禪合器正在朝多功能，高性能的方向发展。因此，对各类光纤賴合器的性能的探究是十分必要的，通过对光纤稱合器件特性的分析，总结出不同类型的光纤禪合器的性能特点，一可Ｗ进步优化器件的性能，为设计更多类型的賴合器产品打下基础。首先本文对单根光纤的结构及光在光纤中的传输特性，光纤賴合器的常用的加工制作方法，烙锥型光纤稱合器的类型及其常用的理论分析方法做了全面的概述。介绍了光纤的结构特点

5、及光束在光纤中的传输原理。并对光纤稱合器的制作方法，包括腐蚀法、抛磨法及烙融拉锥法做了介绍。其中烙融拉锥法因其成本低，操作简单，易于控制，制作的帮合器性能优异等优势，得到国内外广大厂商的青睐，此种加工方法应用最为广泛，文中对烙融拉锥系统做了较为详细的描述。对通过烙锥法制作的对称型及非对称型稱合器做了简单介绍。并讲述了研究光纤稱合器的几种方法，包括禪合模理论，有限元法和光束传播法。其中光束传播法由于其计算准确，占用空间小，计算时间少等优点而应用与波导中光传输的分析。本文就是

6、利用此种方法对稱合器的特性做出探究。然后，文中利用稱合模理论对普通光纤帮合器的分光比进行了分析，说明了禪合模理论的复杂性。基于烙融拉锥光纤稱合器在拉锥过程中光纤锥形的渐变特性和光纤之间烙融度的变化特点，结合烙融拉锥过程中两光纤间溶融度变化特点，构建了光纤賴合器在拉制过程中波导结构的变化模型。并首次利用光束传播法原理对普通光纤稱合器拉锥过程进行数值模拟，得到了稱合器输出光功率随拉伸长度的变化规律Ｗ及稱合器的能量分布图，并得到了帮合器在拉伸过程中的损耗曲线。分析可得拉伸长度的

7、增加和烙融度增大，都会使光纤之间的稱合效应越显著。并通过实验方法制作光纤稱合器并实时监测一帮合器制作过程中分光化变化持性，实验得出的曲线结果同仿真结果高度致，验证了理论仿真的正确性，并且还表明不同的拉制条件会影响光纤间烙融度的大小，氨气流量大，拉伸速度小，光纤炫融度就大。通过对不同拉伸长度的稱合器模拟计算得到的光场分布，可看出拉伸长度不大时，锥形区的賴合可Ｗ忽略随着拉伸长度的増加，光纤变；细，锥形区的帮合效应变得越来越明显；同时光场也逐渐由纤孩向外发散，由此会产生附加

8、损耗。最后，介绍了非对称烙锥型光纤賴合器可レッ展宽带宽的原理。依据宽带帮合器的结构特点建立烧锥型宽带销合器即非对称光纤禪合器模型。并利用光束传播法对此分别对不同直径比，烙融度的模型进行仿真汁算，得出了非对称光纤稱合器随拉伸长度的分光比变化曲线及损耗曲线，并计算得出带宽曲线。结果显示，与对称型光纤锅合器分光比特性不同的是两光纤间能量产生了不完全转换，且两光纤间直径偏差大小会影响分光比特性，通过对其带宽特性的仿真发现非对称结构可Ｗ增加其带宽。烙融度变化大的賴一些合器其损耗