變耦合系數(shù)及變非線(xiàn)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(zhǎng)，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)帶寬的需求越來(lái)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(lái)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(lái)組建全光網(wǎng)絡(luò)。由于當(dāng)今光通信技術(shù)越來(lái)越趨于全光操作，對(duì)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(duì)變耦合系數(shù)及變非線(xiàn)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(xiàn)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(duì)幾種變耦合系數(shù)耦合器在線(xiàn)性以及非線(xiàn)性情況下的特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對(duì)比了幾種不同類(lèi)型耦合系數(shù)的非線(xiàn)性開(kāi)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(xiàn)性耦合器所具有的不同于常耦合系數(shù)非線(xiàn)性耦合器的特性及其應(yīng)用。 首次用奇偶模理論

3、來(lái)對(duì)變耦合系數(shù)非線(xiàn)性定向耦合器進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)各種非線(xiàn)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(duì)應(yīng)的物理機(jī)制及各種變耦合系數(shù)耦合器開(kāi)關(guān)特性的成因。 研究了各種變非線(xiàn)性系數(shù)耦合器的特性，并首次發(fā)現(xiàn)類(lèi)1/xp非線(xiàn)性系數(shù)輪廓具有良好開(kāi)關(guān)特性。我們還首次通過(guò)對(duì)耦合模方程的變換得出變耦合系數(shù)與變非線(xiàn)性系數(shù)定向耦合器之間對(duì)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(xiàn)性定向耦合器的損耗補(bǔ)償方法，并對(duì)其機(jī)理進(jìn)行了分析。

4、 研究了非匹配對(duì)變耦合系數(shù)非線(xiàn)性定向耦合器所帶來(lái)的影響，并將幾種耦合器在非匹配情況下的開(kāi)關(guān)曲線(xiàn)進(jìn)行了比較。首次得出了非匹配非線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)性光開(kāi)關(guān)陣列，利用高斯型變耦合系數(shù)非線(xiàn)性耦合器構(gòu)成任意端口非線(xiàn)性開(kāi)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(xiàn)性耦合器中的開(kāi)關(guān)特性。 我們基于線(xiàn)性定向耦合器，首次提出