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光纤耦合器制作与光谱特性分析

作　者: 杨建华
导　师: 李绪友
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 导航、制导与控制
关键词: 光纤耦合器 熔融拉锥法 3x3平行排列光纤耦合器 2x2宽带光纤耦合器 光谱特性
分类号: TN253
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


熔锥型光纤耦合器是光纤通讯和光纤传感器中最基本的无源器件,是现代光通信中被广泛应用的至关重要的光器件,就其制作工艺及各项性能指标而言也是极其具有代表性的一类光器件。对光纤耦合器而言,目前的研究范围主要是针对2x2光纤耦合器的各项性能指标展开研究的,主要包括对其分光比,附加损耗,温度特性,光谱特性,隔离度等性能指标的控制,针对上述性能指标分析光纤耦合器的制作过程。而对3x3光纤耦合器研究的较少。在本论文里,首先基于耦合器的工作原理,对光纤耦合器的结构分类、制作方法、性能指标等一些光纤耦合器的基本知识进行了详细的介绍,系统的讲述了光纤耦合器耦合模理论中耦合方程的提出过程及耦合波的特性。为以后的理论研究和实验仿真提供一个理论支持。其次针对光纤耦合器的制作过程、工艺及测试流程,详细的介绍了熔融型耦合器拉锥机系统,并以熔融拉锥法作为基础,讲述了制造一个合格的光纤耦合器的具体工艺流程及其注意事项,并对在制作过程中遇到的一些特殊问题进行了分析,同时阐明了如何去测试光纤耦合器的性能指标。最后本文以耦合理论为基础,对2x2宽带光纤耦合器和3x3平行排列的光纤耦合器进行建模仿真,具体分析了2x2宽带光纤耦合器输出分光比变化、附加损耗、光谱特性、温度特性的性能指标的影响因素,并通过设计实验来证明。最后针对在检测3x3熔锥平行排列光纤耦合器性能指标时发现此种耦合器的光谱特性要优于2x2光纤耦合器,对这两种光纤耦合器的光谱特性进行了分析比较并得出结论,并且设计大量的实验进行比较,其结果表明3×3熔锥平行排列光纤耦合器的光谱性能优于2×2光纤耦合器。这是本文的创新点所在。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 选题的背景和意义  9-11
  1.2 光纤耦合器的研究现状  11-13
  1.3 光纤耦合器的发展及应用  13-15
  1.4 论文的主要研究内容  15-17
第二章 光纤耦合器工作原理  17-27
  2.1 光纤耦合器概述  17-22
    2.1.1 光纤耦合器的结构分类  17-18
    2.1.2 光纤耦合器的制作方法  18-19
    2.1.3 光纤耦合器的性能指标  19-22
  2.2 光纤耦合器耦合理论  22-25
    2.2.1 模式耦合方程  22-24
    2.2.2 耦合波的特性  24-25
  2.3 本章小结  25-27
第三章 熔融拉锥光纤耦合器的制作工艺与测试  27-38
  3.1 熔融型耦合器拉锥机系统及其工作平台  27-29
    3.1.1 熔融型耦合器拉锥机系统的介绍  27-28
    3.1.2 熔融型耦合器拉锥机系统的工作原理  28-29
  3.2 熔融型耦合的器制作工艺  29-33
    3.2.1 熔融型耦合器制作的主要工艺流程  29-31
    3.2.2 制作过程中的问题分析  31-33
  3.3 宽带耦合器的测试  33-37
    3.3.1 分光比的测试  33
    3.3.2 附加损耗的测试  33-34
    3.3.3 隔离度的测试  34
    3.3.4 温度特性的测试  34-35
    3.3.5 光谱测试  35-36
    3.3.6 振动特性的测试  36-37
  3.4 本章小结  37-38
第四章 2×2宽带光纤耦合器的模型分析  38-48
  4.1 2×2宽带光纤祸合器的模型建立  38-41
  4.2 2×2宽带光纤耦合器的模型分析  41-47
    4.2.1 2×2宽带光纤耦合器分光比的影响因素  41-42
    4.2.2 2×2宽带光纤耦合器的附加损耗影响因素  42-43
    4.2.3 2×2宽带光纤耦合器的光谱特性  43-44
    4.2.4 2×2宽带光纤耦合器的温度特性  44-47
  4.3 本章小结  47-48
第五章 3×3平行排列光纤耦合器  48-56
  5.1 3×3光纤耦合器概述  48-49
  5.2 3×3平行排列光纤耦合器的制作  49
  5.3 3×3平行排列光纤耦合器模型分析  49-52
  5.4 平行排列3×3与2×2宽带光纤耦合器光谱比较  52-55
    5.4.1 理论比较  52-53
    5.4.2 光谱实验对照  53-55
  5.5 本章小结  55-56
结论  56-57
参考文献  57-61
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  61-62
致谢  62

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 光电子技术、激光技术 > 波导光学与集成光学 > 光纤元件
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