變耦合系數及變非線性系數波導耦合器的系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著數據通信的迅速發(fā)展，特別是Internet業(yè)務量呈爆炸性增長，對數據傳輸網帶寬的需求越來越高.在網絡擴容的新技術中，密集波分復用技術(DWDM)、光時分復用技術(OTDM)以及空分復用技術(SDM)越來越引起了人們的重視。其中OTDM技術不僅僅可以提高光纖的傳輸容量，它們更廣泛的應用前景是作為網絡技術用來組建全光網絡。由于當今光通信技術越來越趨于全光操作，對全光操作器件的研究就成為熱點。波導耦合器作為一種全光操作器件也備受重視，本文

2、對變耦合系數及變非線性系數的波導耦合器的原理以及應用等各方面進行了系統(tǒng)而全面的理論研究。 從波動方程出發(fā)導出了描述非線性耦合器的耦合模方程，并且給出了常耦合系數情況下方程組的解析解。對幾種變耦合系數耦合器在線性以及非線性情況下的特性進行了詳細的分析，對比了幾種不同類型耦合系數的非線性開關特性，著重分析了高斯型變耦合系數耦合器。指出變耦合系數非線性耦合器所具有的不同于常耦合系數非線性耦合器的特性及其應用。 首次用奇偶模理論

3、來對變耦合系數非線性定向耦合器進行分析，通過對各種非線性定向耦合器中奇偶模位相變化的分析，找到了臨界功率Pc對應的物理機制及各種變耦合系數耦合器開關特性的成因。 研究了各種變非線性系數耦合器的特性，并首次發(fā)現類1/xp非線性系數輪廓具有良好開關特性。我們還首次通過對耦合模方程的變換得出變耦合系數與變非線性系數定向耦合器之間對應的內在關系，并得出一些有價值的推廣。同時深入討論了非線性定向耦合器的損耗補償方法，并對其機理進行了分析。

4、 研究了非匹配對變耦合系數非線性定向耦合器所帶來的影響，并將幾種耦合器在非匹配情況下的開關曲線進行了比較。首次得出了非匹配非線性定向耦合器實現有效匹配的條件，并且利用非匹配非線性定向耦合器實現了功率甄別。 首次提出了一種全新的非線性光開關陣列，利用高斯型變耦合系數非線性耦合器構成任意端口非線性開關陣列，其拓展性能良好，控制方式獨特新穎。另外還討論了孤子在非線性耦合器中的開關特性。 我們基于線性定向耦合器，首次提出