基于DMD的高分辨率可调光衰减器的研究

作     者：程丽媛 

作者单位：哈尔滨工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：钟志

授予年度：2012年

学科分类：080902[工学-电路与系统] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：全光网络 可调光衰减器 数字微镜器件 C-Lens光纤准直器 

摘      要：随着全球通信业务量的迅速增长，业务形式的不断增加，全光网络已成为21世纪主要的通信网络。而可调光衰减器作为光通信系统中的一种光无源器件在全光网络中发挥着重要的作用。目前传统的机械式可调光衰减器只能满足一般分辨率的衰减要求，并且由于受到机械结构的限制很难再有大的提高。而在波分复用技术中，对可调光衰减器分辨率的指标要求非常高。因此，开发并研制一种高分辨率的可调光衰减器系统势在必行。 课题“基于DMD的高分辨率可调光衰减器的研究目的是在传统的可调光衰减器的基础上，研究设计一种具有高分辨率的可调衰减器系统。本课题为解决光衰减器中的分辨率问题开拓了一种有效的技术途径，此方法在波分复用技术中有着广泛的应用前景。 本文从传统的可调光衰减器的工作机理入手，详细地分析了系统中主要的两个元件——数字微镜器件DMD和C-Lens光纤准直器。一方面，分别从机械结构、工作原理、灰度调制等不同方面入手分析数字微镜器件;另一方面，基于C-lens准直器传输矩阵及ABCD定理，推导得出两C-Lens准直器之间，轴向偏移、横向偏移和角向偏移分别与两准直器耦合损耗之间的关系。以上两器件的分析为系统的优化设计和分辨率的提高奠定了坚实的基础。 为了分析系统分辨率，本文应用ZEMAX光学设计软件仿真光路系统，并利用前人提出的方法有效地分析了系统分辨率，得到本文设计的可调光衰减器系统所能达到的分辨率水平，并可以根据实际需要调节应用。 最后，介绍了本课题的研究流程，对光衰减器系统的各主要组成部分进行了性能验证，对基于DMD的高分辨率可调光衰减器系统进行实验研究并测试其整体性能。实验验证DMD的衰减能力;测试两C-Lens准直器因轴向、横向、角向偏移所引起的耦合损耗值，并与理论仿真值进行对比分析;对可调光衰减器系统的衰减量、插入损耗、回波损耗、偏振相关损耗等各项技术指标进行研究。