文档介绍：电子科技大学
硕士学位论文
集成光波导宽带LiNbO<,3>电光调制器研究
姓名:崔海娟
申请学位级别:硕士
专业:光学工程
指导教师:陈福深
20030501
中文摘要随着多媒体技术、计算机网络和无线业务的发展,使得高速电光调制器的需求大大增加。在高速光调制中,直接调制引起的啁啾噪声难以克服,光外调制器在大容量光纤传输系统中,扮演着越来越重要的角色,成为当前的研究热点。目吸收型半导体调制器。采用行波电极的畓型外调制器调制速率高,波长的啁啾噪声理论上为零,几乎不受光纤色散的限制,已成为高速长距离光纤传输系统本文首先详细的阐述了电光调制器的基本原理和类型,就研究调制器的方法作了介绍,特别是对本文采用的研究方法一施瓦兹保角变换的基本原理作了具体的分析。然后,用一般的椭圆积分计算了普通共面波导型调制器的有效折射率、特征阻抗和导体损耗系数。通过计算发现,采用厚电极和厚缓冲层结构,在实现速度匹配的情况下,可以大大减小导体损耗,但是由于阻抗不能同时满足匹配,调制带宽受到限制。由于实际的电极横截面形状是梯形而非理想的矩形结构,研究梯形电极中间电极角度和地电极角度对调制器特征参量影响是十分有必要的。通过计算发现,随着中间电极角度和地电极角度增加,有效折射率、特征阻抗同时减小,导体损耗系数也随之减小。但最终特征阻抗与信号源阻抗嗖罱洗螅虼耍J现宽带调制,还需调整中间电极和地电极的高度。脊型结构光调制器是近年来研究的热点,由于脊型结构初始平面多边形比较复杂,保角变换过程中的超椭圆积分计算比较繁琐,但又无法用一般的椭圆积分进行计算。一般文献中计算脊型结构特征参量,采用的都是准静态有限元法,而本文采用保角变换工具箱进行计算,并且首次采用保角变换和有限元法相结合的方法,对脊型结构特征参量进行计算。通过分析脊深和其它尺寸参数对调制器特征参量的影响,可以看出随着脊深的增加,有效折射率减小,特征阻抗增加,导体损耗减小。对脊型调制器尺寸参数进行优化,在达到速度和阻抗匹配的同时,导体损耗也大大的减小,可以实现超宽带调制。最后,用有限元法分析了普通共面波导和脊型结构调制器中间电极周围的电场分布和电位分布,同时对两者进行比较分析,说明了脊型结构半波电压小于普通共面波导结构的原因,并且给出可前,实用化的光外调制器主要有:甖ǖ夹蚅髦破骱偷必不可少的器件。以实现宽带调制的脊型结构参数。关键词:保角变换,有限元法,集成光学,电光调制,脊型结构
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签名:垒垒塑日期:沙,多年日期:切≥年潞虴关于论文使用授权的说明独创性声明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁扫描等复制手段保存、汇编学位论文。育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
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第一章绪论光波调制就是将电信号加在激光载波上使之变成光信号的过型恳弧9獠ǖ电光调制器的发展量大、损耗低、抗电磁干扰、可靠性高、重量轻、体积小、抗核辐射、避免短路广泛应用并渗透到其他领域,并且仍以惊人的速度向更高级阶段发展。光调制器是光纤通信中的一个重要器件,特别是近年来高速光纤传输系统的迅猛发展,人们对带宽的要求也越来越高,迫切要求高速光波导调制器与之相适应。制按其调制方式分为内调制和外调制。内调制只使用于注入式半导体激光器,它是用调制信号直接控制激光器的振荡参数,使输出光特性随信号而变;外调制使用调制信号作用于激光腔外面的调制器,产生某种物理效应绲绻狻⑸狻⒋光和热光等雇ü髦破鞯募す馐骋桓霾瘟克嫘藕哦洹R虼送獾髦破鞑仅是光通信中的重要器件,也是光信息处理系统中必不可少的器件。内调制器具有驱动功率小、与光纤耦合效率高等优点而得到广泛的应用。但内调制在实际应用中,激光器工作不稳定,通常会随温度的变化出现不同的模式,即所谓的频率啁啾现象。同时内调制器一般只适用于半导体激光器,使用范围受到一定的限制。并且内调制方式的调制带宽较窄,调制频率受到激光器中半导体材料的载流子速度的限制,因而影响了调制带宽。目前国内达到几个急较困难,国外