二维准六角密排光纤阵列并行光互连耦合研究

摘要

本文对一种新型的光纤阵列并行光互连形式——二维准六角密排光纤阵列并行光互连的关键技术进行了深入的研究。首先，对光纤光互连及其关键技术——垂直腔面发射激光器(VCSEL)、聚合物光纤(POF)的性能特点、结构参数及它们之间的耦合进行了评述。在介绍比较了目前几种光纤阵列光互连结构及优缺点的基础上，着重讨论了一种新的二维光纤阵列——二维准六角密排光纤阵列，研究了光纤位置参数、填充率随横向间隙变化、位置统计规律的影响。从理论上分析了VCSEL与抛物型GI-POF的模场分布，然后利用重叠积分法并结合matlab计算了耦合效率。接着，利用坐标变换修正了耦合效率计算公式，讨论了横向偏移、轴向偏移的影响，是计算二维准六角密排光纤阵列光互连耦合效率分布的基础。讨论了二维准六角密排光纤阵列的实验室实现——利用3组件V形槽组装菱形6×6准六角密排光纤阵列，然后给出了任意夹角V型槽准六角密排光纤阵列位置公式。接着，根据菱形6×6准六角密排的边界条件，得出了各个位置光纤X向方差、Y向方差、横向偏移的数学期望、横向偏移的方差等统计规律，给出了耦合效率随光纤变化的分布，并讨论了计算结果。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1光互连

1.1.1光互连的必然

1.1.2光互连的关键器件

1.1.3光互连的发展与应用

1.2聚合物光纤

1.2.1色散特性

1.2.2传输损耗

1.2.3 POF的优点、缺点及发展现状

1.3垂直腔面发射激光器

1.3.1VCSEL的结构及特性

1.3.2 VCSEL的应用

1.4本文主要工作

参考文献

第二章二维准六角密排光纤阵列

2.1并行光互连

2.2二维光纤阵列并行光互连

2.3二维准六角密排光纤阵列结构

2.3.1二维光纤阵列研究现状及存在问题

2.3.2准六角结构

2.3.3准六角密排光纤阵列的位置参数及其统计规律

2.4本章小结

参考文献

第三章VCSEL与多模光纤的耦合

3.1耦合效率的计算

3.1.1多模光纤中的模场

3.1.2VCSEL的模场

3.1.3VCSEL与MMF的耦合效率

3.1.4耦合效率的计算结果与分析

3.2对准偏移对耦合效率的影响

3.2.1横向偏移对耦合效率的影响

3.2.2轴向偏移对耦合效率的影响

3.2.3向偏移与横向偏移对耦合效率影响的比较

3.3本章小结

参考文献

第四章准六角密排光纤阵列耦合效率计算

4.1准六角密排结构器件的实现

4.2 6×6准六角密排阵列的耦合效率分布

4.2.1任意夹角准六角密排光纤阵列位置公式

4.2.2光纤横向偏移的统计规律

4.2.3准六角密排光纤阵列耦合效率分布

4.3本章小结

参考文献

第五章总结

致谢