（多模干涉可变光衰减器的研究与设计 毕业论文 63页 20036字 包括开题报告 文献综述 任务书 外文翻译 程序 电路图 答辩记录）

摘要：在波分复用(WDM)光通信网络中，光源功率、传输损耗和光放大器增益存在着波动，为消除这些恶化网络信号传输和导致总体性能下降的不良因素，需要在每个相应信道上进行动态功率调整。光可变衰减器(VOA)可以在DWDM网络中进行多信道间的功率均衡，并且可以对光放大器进行增益控制和增益展开。在进行密集上/下路操作的节点处运作的VOA元件必须满足紧凑、可靠、节能和低成本的要求。
基于自镜像效应(SIE)的多模干涉(MMI)型光衰减器具有结构紧凑、插入损耗低、频带宽、制作工艺简单和容差性好等特点，具有广阔的应用前景。基于聚合物的热光效应，多模干涉衰减器可达到光可变的目的。导模传输分析法不考虑辐射模的影响，把输入场看成所有导模的线性组合，可计算出波导像点的位置。设计出此衰减器的模型后，并利用BeamPROP软件进行衰减仿真。
关键词：自镜像效应(SIE)，多模干涉(MMI)，可变光衰减器，热光效应，导模传输分析
中图分类号：TN256

Study of multimode interference variable optical attenuator

Abstract：In wavelength division multiplexing optical communication network，source power，transmission loss and optical amplifiers have fluctuations. To address these worsening signal transmission and resulting decline in overall performance of the negative factors. Each channel in the corresponding needs dynamic adjustment of power. Variable optical attenuator (VOA) can balance multi-channel power in WDM network. Optical amplifiers can be carried out gain control and gain launch. The VOA in the nodes of the operation must meet the compact，reliable，low-cost and energy-saving requirements.
Based on self-image effect (SIE) of the MMI optical attenuator has compact，low insertion loss， frequency bandwidth， simple production process and tolerance and good characteristics， with broad prospects. For the thermo-optic effect of polymer, MMI optical attenuator can achieve the objective of variable. Guided-mode propagation analysis ignore the impact of radiation and consider enterable field as linear combination of all Guided-mode，can calculate the location of pixels in wave-guide mode. After design the model of the attenuator，we can simulate the attenuating with BeamPROP.
Keywords: self-imaging effect (SIE)， multimode interference (MMI)， variable optical attenuator， thermo-optic effect， guided-mode propagation analysis
Classification: TN256

目 次
摘要 Ⅰ
目次 Ⅲ
1 绪 论 1
1.1 引言 1
1.2 常见衰减器的 2
2 工作原理 3
2.1 自映像效应 3
2.2 多模干涉衰减器的关键结构 4
2.3 热光效应 4
3 器件设计 6
3.1 导模传输分析法 6
3.2 参数设置 7
3.3 模型设置 7
4 衰减仿真 12
4.1 衰减计算 12
4.2 模型仿真 12
5 结 论 19
参考文献 20
作者简介 21
学位论文数据集 22

1 绪 论
1.1 引言
在光通信器件中，可变光衰减器(VOA)是最常用的器件之一，其主要功能是用来降低和控制光信号。它是由于波分复用(WDM)网络的日益扩张、网络的信道功率管理面临着信道数剧增所带来的种种挑战而应运而生的。可变光衰减器(VOA)正成为光纤通信网络中的重要的功率管理器件，它可以补偿光传输过程中的功率波动，改善网络总体性能，VOA两个主要的应用已提上日程：(1)信道均衡——在掺铒光纤放大器(EDFA)输入端的各信道功率必须相等，以补偿信道和光源功率变化带来的功率波动；(2)光自动增益均衡——在EDFA的不同阶段间的多波长同时衰减能调节特定空间长度的放大器增益，VOA两大作用中，预校正和信道均衡角色的首先要求是速度快、尺寸小，对于增益控制功能，光学性能是关键因素，即衰减范围、插入损耗、波长和偏振独立性WDM网络对VOA的主要性能要求如下：动态范围>30dB，插入损耗<1dB，功耗<50mW，响应时间<50ms，偏振相关损耗(PDL)<0.5dB，波谱平坦度<0.3dB(C波段或L波段)。VOA的瞬态抑制应用对速度要求则更高(响应时间<1ms)。
利用自映像效应的多模干涉耦合器具有制作容差性好、带宽大、结构紧凑的优点，在集成光学中有着广泛的应用，最近越来越受到人们的重视[1-3]。