基于双折射的光学梳状滤波器研究

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1、分类号学号M201072808学校代码10487密级硕士学位论文基于双折射的光学梳状滤波器研究学位申请人：潘小星学科专业：光学工程指导教师：罗风光教授答辩日期：2013.1.19ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyonOpticalCombFiltersBasedonBirefringenceCandidate:PanXiaoxingMajor:OpticalEngineeringSupervi

2、sor:Prof.LuoFengguangHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2013独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、

3、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要波分复用技术(WDM，WavelengthDivisionMultiplexing)对于光纤通信的发展起到了巨大的推动作用，而随着密集波分复用(DWDM，D

4、enseWavelengthDivisionMultiplexing)系统信道复用密度的提高，一种新型的光器件——光学梳状滤波器(Interleaver)应运而生。本论文对实现光学梳状滤波器的几种典型方案进行了初步的介绍和对比，基于双折射效应，提出了一种偏振相关的双折射晶体型梳状滤波器的结构和一种偏振无关的高双折射光纤Sagnac干涉仪型的梳状滤波器结构。根据Jones矩阵理论，给出了偏振光的矢量表示，推导了几种主要光学元件的Jones矩阵和两种不同梳状滤波器结构传输函数，选用不同的结构参数，对其进行了大量的数值模拟。分析了晶体型梳状滤波的基本原理，

5、提出了一种三阶晶体级联实现平顶滤波的结构方案，对四个功能单元分别进行了设计，给出了各晶体的结构参数，对一、二、三级晶体的滤波性能进行了对比。对器件设计存在的几个问题进行了讨论，针对信道间隔小，晶体尺寸大的问题，提出了一种模拟波片的结构；计算了偏振相关损耗的大小；提出了一种温度补偿的方案。提出了两种高阶的高双折射光纤(HBF，HighBirefringentFiber)Sagnac干涉仪的平顶梳状滤波实现方案，探讨了几个影响因子对传输光谱的影响，最后在理论研究和数值模拟的基础上对各种不同的Sagnac干涉仪结构做了相关的实验，验证了推导的传输函数和波长

6、间隔表达式的正确性，并且采用二阶Lyot型的方案实验实现了平顶的梳状滤波。关键词：密集波分复用光学梳状滤波器Jones矩阵Sagnac干涉仪I华中科技大学硕士学位论文AbstractWDMhasgreatlypromotedthedevelopmentofopticalcommunication.WiththeincreasingofthechanneldensityintheDWDMsystem,anewtypeofopticalcomponent‘interleaver’hasemerged.Inthisthesis,severaltypical

7、realizationtechnologiesofinterleaveraredescribedandcompared.Basedonthebirefringenceeffect,apolarization-dependentbirefringent-crystal-basedinterleaverandapolarization-independentinterleaverusingthehighbirefringentfiberSagnacinterferometerarepresented.Thevectorofpolarizedlightis

8、given.TheJonesmatrixesofseveralmainopticalcomponentsan