光通信器件耦合技术的研究

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1、摘要聚合物光纤在高速人容量的局域网中具有广‘泛的虑J=Ij前景。因此国内外在研制高性能聚合物光纤方面取得很火进展的同时，正在积极地开展聚合物光纤耦合器的研究。本文对聚合物混合棒光纤耦台器的性能进行了深入的理论和实验研究。第一章中，首先介绍了聚合物光纤的发展历史、基本特性和它在各个方面的应用前景。分析表明．聚合物光纤是一种构成高速局域网的优良媒质。在第二章至第四章中，讨论了两种数值计算方法一一时域有限差分法(FDTD)和光线追迹法的基本原理及其在实际计算中的运用，并比较了两者在实际计算中，特别是在耦合器数值模拟中的优缺点。FDTD

2、方法计算精度很高，但计算效率较低，对计算机的性能要求较高：而光线追迹法虽然是对电磁波的一种近似处理，具有一定的误差．但对于多模聚合物光纤有足够的精度，而且计算效率很高。第五章，用光线追迹法计算了偏心激励情况一F混合棒出射端的光场分布，并与实验作对比。结果表明，随着激励源偏心距的增加，高阶模被激励的比例增加；随着传输长度的增加，场分布的圆周方向均匀性趋于一致。第六章，对一系列耦合器样品做了性能测试，结果表明，偏心激励1×7旱型耦合器的分光附加损耗为1．18dB，分光不均匀度为0．92dB．性能优于l×7锥形光纤星型耦合器，表明这种

3、聚合物混合捧光纤耦合器具有很高的性能价格比。并达到了实用的要求。关键字：聚合物光纤，耦合器，时域有限差分法，光线追迹法，偏心激励东南大学硕士学位论文ABSTRACTPolymerOpticalFiber(pof)willbeextensivelyusedinLocalAreaNetworkwithhigllspeedandlargecapacities．SostudiesOIIthePOFsandPoFcouplerareactivelylatmchedabroad．Inthisthesis．numericalcalculati

4、onandexperimentmeasurementforpolymermixrodopticalfibercouplerhavebeendone．Inthefirstchapter,someperformancesofthePOPs，suchaSitsdevelopment,fundamentalperformancesandapplicationhavebeenpresented．Then，itsadvantagesinshortdistancecommunicationoversilicopticalfiberandhav

5、ebeendiscussed，andweconcludethatPoFisa900dchoiceforhigIIspeedLAN，Twokindsofnumericalcalculationmethods，namelyfinitedifferencetimedomain(FDTD)andraytracingmethodhavebeendiscussedandcomparedfromthesecondchaptertothefourthchapter．FDTDmethodhasveryhighcalculationprecisio

6、n，butitsefficiencyisrelativelylow．AIthoughraytracingmethoddealswithelectromagneticwaveapproximately,ithasenoughprecisionandhighcalculationefficiencyformulti-modepolymeropticalfiber．Inthefifthchapter,opticalpowerdistributioninoffset-launchedmultimodeopticalfiberiscalc

7、ulatedbytheraytracingmethodandmeasuredbytheCMOSopticaldetectorarray,inthecaseofdifferentoffsetsanddifferentlengthoftheopticalfiber．Theresultsofthenumericalcalculationandexperimentalmeas[kremelqtconsistentlyindicatethatmorehigh-ordermodeswillbeexcitedwithmorelaunching

8、offsetandtheangularuniformityofthepowerdistributionincreaseswiththelengthoftheopticalfiber．Inthesixthchapter,aseriesofcouplersample