聚合物光纤特性及传输系统新技术的研究

摘要

本文对聚合物光纤特性及传输系统的新技术进行了研究。本文针对聚合物光纤的应用基础问题，研究了偶氮掺杂聚合物光纤预制材料的双折射弛豫过程和保留特性，并用双频光栅法在单模聚合物光纤上刻写了双折射长周期光纤光栅；针对聚合物光纤的高技术问题，提出新的简化校正因子，实现了聚合物光纤相对折射率分布的快速测量；研制成功聚合物光纤几何参数测试仪和CCD聚合物光纤谱损测试仪，实现对聚合物光纤特征参数的系统表征；研制成功一整套聚合物光纤器件和传输系统。文章分析了偶氮掺杂聚合物光纤预制材料的双折射弛豫过程和保留度问题，用于指导光敏聚合物光纤光栅纤芯材料的设计和筛选；用双频光栅法在单模聚合物光纤中刻写出双折射长周期光纤光栅，指出双频光栅法在刻写长周期光纤光栅时具有周期可调和相干性要求低等特点。从理论上分析了双折射光纤光栅产生的红移和兰移分离偏振峰特性；对聚合物光纤中的泄漏模式进行了分析和简化；研制成功了聚合物光纤几何参数测试仪和CCD聚合物光纤谱损测试仪，并自主开发了计算机处理软件；首次在国内研制成功一整套聚合物光纤接入器件并构建了传输系统；自主开发了聚合物光纤跳线产品，获得了很好的经济效益。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1聚合物光纤发展及其应用

1.2聚合物光纤材料及其制备方法

1.3聚合物光纤基本理论

1.3.1射线光学理论

1.3.2 WKB近似理论

1.4本论文主要内容和章节安排

参考文献

第二章聚合物光纤特征参数测试方法研究

2.1聚合物光纤工业参数测试

2.2聚合物光纤几何参数测试

2.2.1光纤几何参数定义

2.2.2聚合物光纤几何参数测试

2.2.3实验结果与讨论

2.3聚合物光纤光学参数测试

2.3.1聚合物光纤谱损测试

2.3.2聚合物及光纤折射率分布测试

2.3.3聚合物光纤带宽测试

2.4小结

参考文献

第三章偶氮掺杂聚合物光纤的光敏特性研究

3.1偶氮掺杂聚合物光纤材料的制备

3.2偶氮基团的光致取向

3.2.1取向基本过程

3.2.2光致取向机制

3.2.3光致取向的数学模型

3.3偶氮掺杂聚合物光纤的光敏特性研究

3.3.1实验装置

3.3.2分子结构和掺杂方式

3.3.3偶氮掺杂PMMA光致双折射过程研究

3.3.4偶氮共聚PMMA的光敏特性研究

3.3.5双折射的影响因素分析

3.4双折射弛豫过程和保留度分析

3.5双偶氮掺杂聚合物开关特性研究

3.5小结

参考文献

第四章聚合物光纤光栅研究

4.1光纤光栅的发展和应用

4.1.1光纤光栅的发展和种类

4.1.2光纤光栅的应用

4.1.3聚合物光纤光栅

4.2光纤光栅的基本原理和特性

4.2.1光纤光栅的衍射和共振波长

4.2.2光纤光栅的耦合模理论

4.3聚合物光纤光栅材料

4.4聚合物光纤光栅的刻写方法

4.4.1相位掩模法

4.4.2 Talbot自成像法

4.4.3双频光栅法

4.4.4其他常用刻写方法

4.5聚合物光纤光栅的实验研究

4.5.1双折射长周期聚合物光纤光栅特性

4.5.2聚合物光纤光栅刻写

4.6聚合物平面光栅研究

4.6.1平面光栅的刻写与表征

4.6.2表面形貌形成原因的理论解释

4.7小结

参考文献

第五章聚合物光纤器件与系统

5.1光纤传输系统中的基本概念

5.2聚合物光纤光电转换器

5.3聚合物光纤波长转换器和中继器

5.4聚合物光纤交换机

5.5聚合物光纤网卡

5.6其他聚合物光纤器件

5.6.1聚合物光纤连接器

5.6.2聚合物光纤跳线

5.7聚合物光纤通信系统及其性能测试

5.7.1聚合物光纤通信系统

5.7.2聚合物光纤器件性能测试

5.7.3聚合物光纤系统测试

5.7.4聚合物光纤通信系统示范

5.8小结

参考文献

总结

攻读博士学位期间发表的论文和申请的专利

致谢