變耦合系數(shù)及變非線性系數(shù)波導(dǎo)耦合器的系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著數(shù)據(jù)通信的迅速發(fā)展，特別是Internet業(yè)務(wù)量呈爆炸性增長，對數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)帶寬的需求越來越高.在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的新技術(shù)中，密集波分復(fù)用技術(shù)(DWDM)、光時(shí)分復(fù)用技術(shù)(OTDM)以及空分復(fù)用技術(shù)(SDM)越來越引起了人們的重視。其中OTDM技術(shù)不僅僅可以提高光纖的傳輸容量，它們更廣泛的應(yīng)用前景是作為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用來組建全光網(wǎng)絡(luò)。由于當(dāng)今光通信技術(shù)越來越趨于全光操作，對全光操作器件的研究就成為熱點(diǎn)。波導(dǎo)耦合器作為一種全光操作器件也備受重視，本文

2、對變耦合系數(shù)及變非線性系數(shù)的波導(dǎo)耦合器的原理以及應(yīng)用等各方面進(jìn)行了系統(tǒng)而全面的理論研究。 從波動(dòng)方程出發(fā)導(dǎo)出了描述非線性耦合器的耦合模方程，并且給出了常耦合系數(shù)情況下方程組的解析解。對幾種變耦合系數(shù)耦合器在線性以及非線性情況下的特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對比了幾種不同類型耦合系數(shù)的非線性開關(guān)特性，著重分析了高斯型變耦合系數(shù)耦合器。指出變耦合系數(shù)非線性耦合器所具有的不同于常耦合系數(shù)非線性耦合器的特性及其應(yīng)用。 首次用奇偶模理論

3、來對變耦合系數(shù)非線性定向耦合器進(jìn)行分析，通過對各種非線性定向耦合器中奇偶模位相變化的分析，找到了臨界功率Pc對應(yīng)的物理機(jī)制及各種變耦合系數(shù)耦合器開關(guān)特性的成因。 研究了各種變非線性系數(shù)耦合器的特性，并首次發(fā)現(xiàn)類1/xp非線性系數(shù)輪廓具有良好開關(guān)特性。我們還首次通過對耦合模方程的變換得出變耦合系數(shù)與變非線性系數(shù)定向耦合器之間對應(yīng)的內(nèi)在關(guān)系，并得出一些有價(jià)值的推廣。同時(shí)深入討論了非線性定向耦合器的損耗補(bǔ)償方法，并對其機(jī)理進(jìn)行了分析。

4、 研究了非匹配對變耦合系數(shù)非線性定向耦合器所帶來的影響，并將幾種耦合器在非匹配情況下的開關(guān)曲線進(jìn)行了比較。首次得出了非匹配非線性定向耦合器實(shí)現(xiàn)有效匹配的條件，并且利用非匹配非線性定向耦合器實(shí)現(xiàn)了功率甄別。 首次提出了一種全新的非線性光開關(guān)陣列，利用高斯型變耦合系數(shù)非線性耦合器構(gòu)成任意端口非線性開關(guān)陣列，其拓展性能良好，控制方式獨(dú)特新穎。另外還討論了孤子在非線性耦合器中的開關(guān)特性。 我們基于線性定向耦合器，首次提出