低串扰弯曲不敏感多芯光纤的研究

论文摘要

目前由于互联网上的信息量呈爆炸式增长,光通信网络正面临着巨大的压力。虽然,通过制造技术的不断提升,传统单模光纤的传输容量已经能够达到1OOTb/s,但还是无法满足人们的需要,因此提出了多芯光纤的解决方案。然而,多芯光纤由于在包层中安排多个纤芯使得纤芯间距变小,包层变薄,从而产生芯间串扰、抗弯曲性能变差等问题。本论文从低串扰和弯曲不敏感的设计目标出发,深入研究了光纤结构参数对于串扰和弯曲损耗的影响,提出了一种基于双包层沟槽辅助型结构的低串扰弯曲不敏感多芯光纤。主要的研究工作如下:1.利用有限元法建立多芯光纤的理论模型,详细分析了纤芯与包层的折射率差,纤芯半径,纤芯间距,弯曲半径等光纤结构参数对异质多芯光纤芯间串扰及弯曲损耗的影响,为设计低串扰弯曲不敏感多芯光纤提供了理论基础。2.对双包层光纤结构进行研究,重点分析了内包层结构参数对模场面积的影响,确定了两种不同的纤芯结构使其模场面积均能达到100μm2左右。对比分析了三种纤芯排布方式的优缺点,选择单环形排布方式进行光纤设计。同时,将包层直径设为150μm,计算出该光纤所能容纳的纤芯数目。最后,研究了沟槽结构参数对有效折射率差,芯间串扰以及纤芯多重性因子等方面的影响,并针对光纤的芯间串扰和抗弯曲特性提出了优化方案。3.提出了一种双包层沟槽辅助型异质六芯光纤的结构。利用已建立的多芯光纤理论模型进行仿真可知,该光纤中每个纤芯的模场面积约为97μm2,芯间串扰约为-89dB/100km,每个纤芯的弯曲损耗均小于3.96×10-5dB/m。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
•   1.1 多芯光纤的概述
•   1.2 多芯光纤的国内外研究现状
•     1.2.1 国外研究现状
•     1.2.2 国内研究现状
•   1.3 本文主要工作
• 2 多芯光纤性能研究的理论基础
•   2.1 芯间串扰
•   2.2 弯曲损耗
•   2.3 模场直径
•   2.4 本章小结
• 3 异质多芯光纤
•   3.1 异质多芯光纤的结构特点
•   3.2 异质七芯光纤的结构参数对于芯间串扰的影响
•     3.2.1 弯曲半径
•     3.2.2 纤芯与包层的折射率差
•     3.2.3 纤芯间距
•   3.3 异质七芯光纤的结构参数对于弯曲损耗的影响
•     3.3.1 纤芯半径
•     3.3.2 纤芯与包层的折射率差
•     3.3.3 弯曲半径
•     3.3.4 纤芯间距
•   3.4 本章小结
• 4 双包层沟槽辅助型异质六芯光纤
•   4.1 双包层沟槽辅助型异质六芯光纤的设计方案
•   4.2 双包层纤芯结构设计
•     4.2.1 双包层光纤结构介绍
•     4.2.2 内包层结构参数对于模场面积的影响
•     4.2.3 双包层纤芯结构参数的设定
•   4.3 纤芯数目及排布方式的设计
•     4.3.1 纤芯排布方式
•     4.3.2 纤芯数目
•   4.4 沟槽辅助型结构设计
•   4.5 本章小结
• 5 结论
•   5.1 本文的主要研究工作
•   5.2 下一步工作计划
• 参考文献
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 学位论文数据集

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 宁力

导师: 裴丽

关键词: 多芯光纤,弯曲损耗,串扰,模场面积

来源: 北京交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 北京交通大学

分类号: TN253

总页数: 67

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