熱光長周期波導光柵輔助的非對稱Y分支模式開關(guān)研究.pdf

1、進入超寬帶和LTE時代后，隨著電子商務、大數(shù)據(jù)以及云計算等新興業(yè)務快速發(fā)展，人們對信息服務的需求量進一步增長。但由于光纖非線性效應等問題的限制，現(xiàn)有單模光纖通信網(wǎng)絡的傳輸容量正在逼近香農(nóng)極限，無法繼續(xù)滿足日益增長的用戶需求。作為進一步提高光纖系統(tǒng)傳輸容量的重要途經(jīng)之一，基于少模光纖的模分復用技術(shù)引起了廣泛專注。包括模式轉(zhuǎn)換器和模式復用/解復用器在內(nèi)的模分復用器件是少模光纖模分復用系統(tǒng)的重要組成部分，目前仍處于探索研究與完善的階段。

2、>　　針對目前研究的不足，本文提出并設(shè)計制作了熱光長周期波導光柵輔助的非對稱Y分支模式開關(guān)，器件分別采用EpoClad和EpoCore聚合物材料制作波導包層和芯層，利用聚合物材料的熱光效應，通過上包層表面電極通電升溫在非對稱Y分支主干波導引入熱光側(cè)壁長周期波導光柵，將模式轉(zhuǎn)換與模式復用/解復用功能相結(jié)合，并通過調(diào)節(jié)電壓電流改變電極溫度來調(diào)諧熱光長周期光柵的耦合效率，構(gòu)成了可重構(gòu)可調(diào)諧的工作特性更全面的熱光模式開關(guān)器件。該器件不僅能實現(xiàn)L

3、P01模和LP11a模的復用和解復用，通過熱光長周期光柵的模式轉(zhuǎn)換，還能將LP01模和LP11a模有選擇性地通過Y分支的兩分支臂輸出，因此具有一定路由功能。
　　本文圍繞所提出的熱光模式開關(guān)的工作特性，首先分析了相關(guān)理論和工作原理，之后利用仿真軟件對器件結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了設(shè)計仿真，在此基礎(chǔ)上使用現(xiàn)有實驗設(shè)備分別制作了非對稱Y分支波導、熱光長周期波導光柵模式轉(zhuǎn)換器以及基于前兩者設(shè)計的熱光模式開關(guān)，最后分別對制作的器件樣品進行了性能測試。

4、
　　測試結(jié)果表明：實驗制作的非對稱Y分支波導應用于模式解復用時，最小插入損耗為12.01 dB，兩分支臂間串擾在波長為1566 nm時為-26.86 dB；應用于模式復用時，寬臂復用的最小插入損耗為12.61 dB，窄臂復用的最小插入損耗為17.26 dB。制作的熱光長周期波導光柵模式轉(zhuǎn)換器能實現(xiàn)LP01模和LP11a模之間的模式轉(zhuǎn)換，且可利用熱光效應調(diào)諧其耦合強度，測得其表面電極外接電壓電流為（3.8 V，0.14 A）時樣品