多模干涉型光耦合器的仿真设计毕业论文设计40论文41Word文档格式.docx

多模干涉型光耦合器的仿真设计毕业论文设计40论文41Word文档格式.docx

《多模干涉型光耦合器的仿真设计毕业论文设计40论文41Word文档格式.docx》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毕业论文设计40论文41Word文档格式.docx（67页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

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

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

毕业设计（论文）工作计划

学生姓名：

_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

_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

2012.02.27——2012.03.231查阅相关资料，阅读相关文献。

2012.03.23——2012.04.102了解多模干涉型光学耦合器的应用，目前的发展。

2012.04.11——2012.04.013通过组内讨论，理解多模干涉原理。

2012.04.18——2012.04.244利用软件建模。

2012.04.25——2012.05.055选取耦合器参数，设计多模干涉型光学耦合器

2010.05.06——2010.05.166对结果进行分析。

2012.05.17——2012.05.277做一个关于多模干涉耦合器的应用的专题报告。

2012.05.28——2012.06.088讨论光波在耦合器中光能量的传输

2012.06.09——2012.06.169完成一篇英文论文的翻译。

2012.06.01——2012.06.1710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,2006

2多模干涉型集成光学器件研究进展马慧莲光电子·

激光,2003

3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,2003

4多功能2×

2GaAsGaAlAs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,2003

5《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》Gerdkeiser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3—4节

周四下午1—2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：

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

熊杰学号：

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

2012.05.17——2012.05.277做一个关于多模干涉耦合器的应用的专题报告。

2012.05.28——2012.06.088讨论光波在耦合器中光能量的传输。

2012.06.09——2012.06.169完成一篇英文论文的翻译。

2012.06.01——2012.06.1710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

性别

男

学号

05083020

专业班级

光信息科学与技术0801

课题名称

课题

类型

实际应用

难度

一般

毕业设计（论文）时间

2012.02.27————2012.06.17

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（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

选题分；

开题调研论证分；

外文翻译分

评阅成绩：

　　　　评阅教师（签字）：

　　　　　　　　年　月　日

验收小组意见

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

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）

备

注

摘要12

Abstract13

1引言1

1.2本文内容简介1

2光纤中光的传播2

2.1几何光学法2

2.2.波动光学法3

3波分复用光传输技术7

3.1波分复用的基本概念7

3.2光波分复用的优点7

3.3WDM的基本原理7

4多模干涉原理8

4.1概述8

4.2多模干涉器件原理8

4.3MMI耦合器的性能指标8

4.3.1插入损耗8

4.3.2附加损耗8

4.3.3分光比9

4.3.4均匀性9

4.3.5偏振相关损耗9

4.3.6隔离度9

4.4多模干涉耦合器光场的讨论10

5波导器件传光的基本原理12

5.1平板光导波传光原理12

5.1.1平板光波导的结构及简单传输原理12

5.1.2平面波导中模的基本概念12

5.1.3模式本征方程13

5.2平面光波导的主要性能14

5.3光波导的耦合分析15

5.3.1耦合模式方程15

6波导开关器件15

6.1定向耦合光开关16

6.2、MMI光开关16

6.3MMI型2波长波分复用器17

6.4MMI型阵列波导光栅复用器解复用器18

7仿真及其分析19

7.3分析总结：

25

7.4一个简单的MMI耦合器的级联：

致谢31

参考文献32

译文33

摘要

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