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2×2单模光纤耦合器的偏振特性研究

作　者: 郝蕴琦
导　师: 王政平
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 光学
关键词: 2×2单模光纤耦合器偏振度相位差温度分光比
分类号: TN751.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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引　用: 3次
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内容摘要

2×2单模光纤耦合器是一种重要的光纤无源器件，广泛应用于通信、相干光测量和传感系统等领域。随着光纤技术各个领域的快速发展，对2×2单模光纤耦合器的性能也提出了越来越高的要求。偏振特性是2×2单模光纤耦合器的一种重要的特性，其优劣直接影响到系统的性能。简要介绍了耦合器的制作工艺、保偏耦合器和偏振分束器、其它类型的光纤耦合器、以及由耦合器构成的器件。介绍了耦合模理论并推导了耦合系数；分析了拉制工艺偏差对耦合器耦合效率的影响；给出了几种简化的模型：哑铃模型、抛物线模型和指数函数模型；分析了纤芯、光纤线性双折射对耦合器的影响。论文对耦合器输出端相位特性的研究内容包括：(1)在不考虑耦合器的双折射，但是考虑附加损耗的条件下，分析了两个输出端口之间的相位差。结果表明该相位差偏离不考虑损耗时的相位差，偏移量在3°以内。(2)在考虑光纤双折射的条件下，研究了直通臂输出光两个正交分量之间的相位差问题，给出了表达式，分析了工作波长、环境折射率和有效耦合长度等参数对该相位差的影响，并对其进行了仿真和实验研究。结果表明线偏振光输入时输出端输出椭圆偏振光。论文还应用偏振光学的方法分析了耦合器的分光比及各光学参量对分光比的影响；分析了环境温度变化对分光比的影响，随后进行了分光比温度实验。论文还推导了与偏振相关的耦合模方程组，得到了耦合器偏振态的演化规律；从偏振度的概念出发，研究了2×2单模光纤耦合器的偏振特性，给出了偏振度的表达式；并对各参量对偏振度的影响进行了分析。最后分析了环境温度对偏振度的影响，并进行了计算机仿真和实验研究。论文对2×2单模光纤耦合器及其相关器件的研制工作有一定的参考意义。

2×2单模光纤耦合器的偏振特性研究

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