多模干涉型光耦合器的仿真设计设计.doc
《多模干涉型光耦合器的仿真设计设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《多模干涉型光耦合器的仿真设计设计.doc(61页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、 西 安 邮 电 大 学 毕 业 设 计(论 文)题 目: 多模干涉型光学耦合器的仿真设计 毕业设计(论文)诚信声明书本人声明:本人所提交的毕业论文多模干涉型光学耦合器的仿真设计是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果,论文中所引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注;对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全清楚本声明的法律后果,申请学位论文和资料若有不实之处,本人愿承担相应的法律责任。论文作者签名: 时间: 年 月 日指导教师签名: 时间: 年 月 日西 安 邮 电 大 学毕业设计(论文)任务书学生姓名熊杰指导教师时坚职称讲师学 院电子工程学院
2、系 部光电子技术系专 业 光信息科学与技术题 目多模干涉型光学耦合器的仿真设计任务与要求1查阅相关资料,阅读相关文献。2整理文献,了解多模干涉型光学耦合器的应用,目前的发展。3通过组内讨论,理解多模干涉原理。4利用软件建模。选取耦合器参数,设计多模干涉型光学耦合器。5对系统进行软件仿真,对结果进行分析。6 对结果进行整理,讨论光波在耦合器中光能量的传输及多模干涉耦合器的应用。7 完成一篇英文论文的翻译。8 完成论文写作并进行修改。开始日期2012年2月27日完成日期2012年6月10日主管院长(签字)2012年3月1日西 安 邮 电 大 学毕 业 设 计 (论文) 工 作 计 划 学生姓名:_
3、 熊杰 _指导教师:_ 时坚 职称: 讲师 学 院:_ 电子工程学院 _ 系部:_光电子技术系 专 业: 光信息科学与技术 题 目:_ 多模干涉型光学耦合器的仿真设计 工作进程起止时间 工 作 内 容2012.02.272012.03.23 1查阅相关资料,阅读相关文献。2012.03.232012.04.10 2了解多模干涉型光学耦合器的应用,目前的发展。2012.04.112012.04.01 3通过组内讨论,理解多模干涉原理。2012.04.182012.04.24 4利用软件建模。2012.04.252012.05.05 5选取耦合器参数,设计多模干涉型光学耦合器2010.05.062
4、010.05.16 6对结果进行分析。2012.05.172012.05.27 7做一个关于多模干涉耦合器的应用的专题报告。2012.05.282012.06.08 8讨论光波在耦合器中光能量的传输2012.06.092012.06.16 9 完成一篇英文论文的翻译。2012.06.012012.06.17 10 完成论文写作并进行修改 主要参考书目(资料):1基于多模干涉耦合器的集成热光开关实验研究 万助军 吴亚明 光学学报, 20062多模干涉型集成光学器件研究进展 马慧莲 光电子 激光, 20033基于多模干涉耦合器的阵列波导光栅设计研究 黄耐容, 王谦 光子学报, 20034多功能 2
5、 2GaAs/GaAlAs 多模干涉型光开关分析 蔡纯, 张夕飞, 朱建彬, 张明德, 肖金标 电子学报, 20035物理光学与应用光学石顺祥 西安电子科技大学出版社6光纤通信 Gerd keiser 电子工业出版社主要仪器设备及材料:计算机论文(设计)过程中教师的指导安排:每周 周一上午34节周四下午12节 对计划的说明:本人将严格按照上诉计划执行,在规定时间内完成规定的工作。 指导教师签字: 2012年 3 月 日西安邮电大学毕业设计(论文)开题报告课题名称: 多模干涉型光学耦合器的仿真设计 电子工程 学院 光电子技术系 系(部) 光信息科学与技术 专业 0801 班学生姓名: 熊杰 学号
6、: 05083020 指导教师: 时坚 报告日期: 2012 年 3 月 日 1本课题所涉及的问题及应用现状综述近几十年来,随着IP业务的的迅猛发展,电信领域各种宽带业务迅速更新,人们期待能在电信网上实现更高质量保证的宽带业务,光网络的建设被公为是理想的解决方案。当今的光纤通信系统发展方向,使光学器件的开发面临这种种问题与机遇,开发出性能不仅优良,而且价格相当低廉的光学器件使之大幅应用于光网络通信系统中成为光纤通信系统发展最主要的问题。在光通信系统使用的各种器件中,光耦合器按照制作工艺以及其主要结构通常可以分为熔融拉锥型和波导型两种类型的耦合器,波导型光耦合器因为具有尺寸小,重量较轻,而且易于
7、集成等众多优点,已经在集成光学中得到了大幅的应用。多模干涉(MMI)光耦合器作为波导性光耦合器的一种,由于具有插入损耗较低,其结构紧凑、制作工艺简单、频带较宽、对偏振不敏感以及容差性好等特点,已经开始越来越多的应用于光纤通信系统中。本课题只研究多模干涉型光耦合器,通过对多磨干涉光耦合器的就够参数的选择,用OptiBMP设计出合理的耦合器,并通过比较不同参数时耦合器的性能而选择出性能最优的多模型光耦合器的参数。多模型型光器件是全光通信网重要的组成部分,在集成光学中,大部分的大型复杂器件及小型的通信网络中都有相关的应用,因此预计在国内外的研究下将会有更先进的理论和器件的出现。2本课题需要重点研究的
8、关键问题、解决的思路及实现预期目标的可行性分析关键问题:1.什么是多模干涉型光耦合器。2.多模干涉型光耦合器的特点。 3如何对多模干涉型光耦合器进行优化设计。解决思路:熟悉多模干涉型光耦合器的定义及其特点,掌握其各种参数的计算方法从而求出结构参数,用OptiBPM进行仿真设计。预期目标: 完成课题分以下几个主要阶段性目标。1经过小组讨论掌握熟悉多模干涉型光耦合器的特点,掌握各种参数的计算方法;2经过小组讨论,熟悉软件的使用方法并建模;3对多模干涉型光耦合器的结构参数进行计算,并设计出其初始结构;4经过修改参数,得到最优的方案;可行性分析:方案已经建立,方法可行。3完成本课题的工作方案2012.
9、02.272012.03.23 1查阅相关资料,阅读相关文献。2012.03.232012.04.10 2了解多模干涉型光学耦合器的应用,目前的发展。2012.04.112012.04.01 3通过组内讨论,理解多模干涉原理。2012.04.182012.04.24 4利用软件建模。2012.04.252012.05.05 5选取耦合器参数,设计多模干涉型光学耦合器2010.05.062010.05.16 6对结果进行分析。2012.05.172012.05.27 7做一个关于多模干涉耦合器的应用的专题报告。2012.05.282012.06.08 8讨论光波在耦合器中光能量的传输。2012.
10、06.092012.06.16 9 完成一篇英文论文的翻译。2012.06.012012.06.17 10 完成论文写作并进行修改。4指导教师审阅意见指导教师(签字): 2012年 3 月 日西安邮电大学毕业设计 (论文)成绩评定表学生姓名熊杰性别男学号05083020专 业班 级光信息科学与技术0801课题名称多模干涉型光学耦合器的仿真设计课题类型实际应用难度一般毕业设计(论文)时间2012.02.272012.06.17指导教师时坚(职称 讲师 )课题任务完成情况论文 (千字); 设计、计算说明书 (千字); 图纸 (张);其它(含附件):指导教师意见分项得分:开题调研论证 分; 课题质量
11、(论文内容) 分; 创新 分;论文撰写(规范) 分; 学习态度 分; 外文翻译 分指导教师审阅成绩:指导教师(签字): 年 月 日评阅教师意见分项得分:选题 分; 开题调研论证 分; 课题质量(论文内容) 分; 创新 分;论文撰写(规范) 分; 外文翻译 分评阅成绩: 评阅教师(签字): 年 月 日验收小组意见分项得分:准备情况 分; 毕业设计(论文)质量 分; (操作)回答问题 分验收成绩: 验收教师(组长)(签字): 年 月 日答辩小组意见分项得分:准备情况 分; 陈述情况 分; 回答问题 分; 仪表 分答辩成绩: 答辩小组组长(签字): 年 月 日成绩计算方法指导教师成绩 20 () 评
12、阅成绩 30 () 验收成绩 20 () 答辩成绩 30 ()学生实得成绩(百分制)指导教师成绩 评阅成绩 验收成绩 答辩成绩 总评 答辩委员会意见毕业论文(设计)总评成绩(等级):学院答辩委员会主任(签字): 学院(签章) 年 月 日备注目录摘要12Abstract131引言11.2本文内容简介12 光纤中光的传播22.1几何光学法22.2.波动光学法33 波分复用光传输技术73.1波分复用的基本概念73.2光波分复用的优点73.3 WDM的基本原理74多模干涉原理84.1概述84.2多模干涉器件原理84.3 MMI耦合器的性能指标84.3.1插入损耗84.3.2附加损耗84.3.3分光比9
13、4.3.4均匀性94.3.5偏振相关损耗94.3.6隔离度94.4多模干涉耦合器光场的讨论105 波导器件传光的基本原理125.1平板光导波传光原理125.1.1平板光波导的结构及简单传输原理125.1.2平面波导中模的基本概念125.1.3模式本征方程135.2平面光波导的主要性能145.3光波导的耦合分析155.3.1耦合模式方程156波导开关器件156.1定向耦合光开关166.2、MMI光开关166.3 MMI型2波长波分复用器176.4 MMI型阵列波导光栅复用器/解复用器187 仿真及其分析197.3分析总结:257.4一个简单的MMI耦合器的级联:25致谢31参考文献32译文33摘
14、要随着光通信的迅猛发展,人们对网络带宽的要求越来越高,传统的光通信已经不能满足人们的通信需求。而波分复用技术是解决光通信的容量和速率的最佳解决方案。多模干涉型(MMI)光耦合器因其结构紧凑,频带宽以及对偏正不敏感等特性而成为为波分复用技术最主要的器件,越来越多得应用于光通信中了。本文首先用几何光学法和波动光学法介绍了光在光纤中的传播,然后简单阐述了光的波分复用技术,然后讨论了多模干涉的原理,再进一步的讨论了波导器件传光的基本原理,最后通过对简单的MMI型耦合器的仿真,对其中光场的分布进行了实验和讨论。从实验中得到包层折射率、波导折射率和波导长度及宽度对光场分布的影响。从而根据参数的选择来设计出
15、适合各种场合的多模干涉型器件。关键词:光的传播、波分复用、多模干涉、波导器件、MMI耦合器AbstractWith the rapid development of optical communication, the high demand for network bandwidth increasingly, traditional optical communication cannot meet the peoples communication needs. WDM technology is the best solution to solve the capacity and r
16、ate of optical communication. MMI (MMI) optical coupler because of its compact structure, frequency bandwidth, and do not sensitive to Polarization characteristics is the most important devices for wavelength division multiplexing technology, more and more MMI was used in optical communications.This
17、 paper first use the geometrical optics method and wave optics propagation to describes the light in the fiber, and then briefly discusses the light wavelength division multiplexing technology, and then discuss the principle of multi-mode interference, and further discussion of waveguide devices to
18、pass light the basic principles, and finally through the simulation of the simple MMI coupler, the light field distribution experiments and discussions. From the experiment, the refractive index of the cladding, the waveguide refractive index and waveguides length and width affect the optical field
19、distribution. Thus the selection of parameters to design the multimode interference devices for all occasions.Key words: the light propagation, wavelength division multiplexing, multi-mode interference waveguide devices, MMI coupler多模干涉型光耦合器的仿真设计1引言随着光通信系统朝着高速率、大容量的方向发展,开发出性能优良的集成光学器件已成为人们迫切的需要。多模干涉
20、型光学耦合器相比于传统耦合器具有结构紧凑,频带较宽以及对偏振不敏感的特性,已经得到了越来越广泛的应用。课题研究的目的和意义近年来随着电信通信业务的不断发展,人们希望能有高质量的宽带,而光网络的建设被认为是最理想的解决方案。在长距离的光信号传输中,世界范围内出现了干线网络建设的热潮,传输带宽和容量都在快速的发展。在接入网领域,随着宽带接入用户对视频业务、VOD、IPTV及互动游戏等极占带宽的业务需求的不断增长,对带宽的需求也在呈现出不断增长的趋势。用户需求调查显示,为了满足上述用户的需求,高端用户的下行接入需求将达到20MB30MB,而到2050时将会更高,将达到50MB100MB的带宽需求,这
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 干涉 耦合器 仿真 设计
链接地址:https://www.31doc.com/p-2041423.html