文档介绍：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. 19
A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Master of Engineering

Study on b Filters Based on
Birefringence

Candidate : Pan Xiaoxing
Major : Optical Engineering
Supervisor : Prof. Luo Fengguang

Huazhong University of Science & Technology
Wuhan 430074, P. R. China
January, 2013
独创性声明

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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
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学位论文作者签名:
日期: 年月日

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本论文属于
不保密□。
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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,Wavelength Division Multiplexing)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, Dense Wavelength Division
Multiplexing)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,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,High Birefringent Fiber)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

Abstract
WDM has greatly promoted the development of munication. With the
increasing of the channel density in the DWDM system, a new type of ponent
‘interleaver’ has emerged.
In