聚合物基集成波導分束器研究.pdf

1、隨著光通信技術的快速發(fā)展，用戶對于帶寬的需求也不斷提高。由于非對稱數(shù)字用戶線路(ADSL)接入方式的帶寬逐漸成為網(wǎng)絡應用的瓶頸，而光纖到戶(FTTH)在帶寬方面的優(yōu)勢使得它成為新一代接入網(wǎng)技術發(fā)展的主流，F(xiàn)TTH滿足了數(shù)據(jù)、語音、CATV等綜合業(yè)務對高帶寬的需求。 但是，F(xiàn)TTH的廣泛應用尚需進一步降低成本。根據(jù)ITU-T標準規(guī)定，在FTTH接入網(wǎng)中分別由三個波段的光波承載信號的傳輸，其中1490nm波長和1550nm波長的光作

2、為下行信息傳輸窗口，分別承載下行的語音數(shù)據(jù)信號和CATV模擬信號，1310nm波長的光作為上行信息傳輸窗口，承載上行的語音數(shù)據(jù)信號。若采用單纖三向技術實現(xiàn)這三種信號波長的傳輸則可以大大降低接入成本。這樣，低成本、高性能的單纖三向波分器成為FTTH能否得到廣泛應用的關鍵因素之一。 本文從單纖三向波分器所要實現(xiàn)的目標出發(fā)，結合新型液態(tài)光波導材料PSQ的光學特性，包括折射率調控范圍、材料色散及雙折射，討論了相關光學參數(shù)和結構參數(shù)對該單

3、纖三向波分器濾波特性的影響。 從理論上分析了該基于平面集成光波導的單纖三向波分器實現(xiàn)對指定三種波長具有濾波作用的工作原理。該波分器主要由兩種結構組成，一種是非對稱Y分支結構，另一種是定向耦合結構。分析了非對稱Y分支結構能夠分離1310nm與1490nm、1550nm波長光的理論原理，并且討論了該結構能夠實現(xiàn)寬帶寬的同時還具有偏振無關的特性。利用耦合模理論研究了定向耦合結構的分光原理，該結構用來分離1490nm與1550nm波長的

4、信號光。 采用液態(tài)PSQ為光波導芯層和包層材料，設計了基于平面集成光波導的單纖三向波分器。首先，從波導單模條件出發(fā)，確定了波導芯層和包層的折射率、及橫截面尺寸；其次，討論了在非對稱Y分支結構中分支夾角和長度對其濾波特性的影響，并對結構做了最終的優(yōu)化；接下來，研究了定向耦合結構中耦合間距對其濾波特性的影響，并具體說明了耦合區(qū)總長度的確定方法；最后，考慮了波導材料的色散及雙折射對器件濾波特性的影響。 采用聚合物PPESK為光