光纤耦合器制造设备的研究

论文摘要

本论文介绍了采用对数放大器,通过软硬件的改进来提高熔融拉锥光纤耦合器的制造设备的动态范围和小信号处理精度的方法。熔锥型光纤耦合器的制造工艺中,因为光纤的热惰性、机械精度、环境变化等不确定因素会使得耦合器的某些参数如分光比、插入损耗有一定的不确定性,难以精确地重复。这使得小分光比的耦合器的制作变得困难,在一定程度上制约了成品率的提高、限制了其市场竞争力。本论文从耦合器设备制造和改进的角度,详细介绍了熔融光纤耦合器的原理、制造工艺、发展的历史和现状。对两种耦合模式的分析方法作了介绍,总结了表达耦合器光学性能的各类参数和典型值。对不同熔融拉锥器件的制作方法作了分析。比较了熔融拉锥技术和平面波导技术在分光器制作上的特点,对氢氧火焰加热的熔融拉锥方法对峰损耗的影响进行了实验和分析。对熔锥耦合器拉制的设备,本论文分别对拉伸运动控制、氢氧火焰熔融加热、封装加热机构展开讨论。介绍了通过预设氢氧气流量来控制熔融温度曲线的软硬实现方法。对封装加热的运动机构和加热方式的软硬件改进也作了深入的讨论。本论文从降低噪声干扰、改善弱小光信号的光电转换精度、扩大信号检测的动态范围、耦合器周期数判定的软件算法的改进等方面入手,对生产实践中的问题作了分析、实验和总结。对采用线性放大线路和对数放大器对弱小光信号的检测精度和信号检测的动态范围的影响作了比较实验和分析,改进后的设备可以满足0.1%光纤耦合器的生产要求,动态范围＞33dB。最后,对全文进行总结并对未来的工作方向提出展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 第一节 光纤耦合器制造设备简介
• 1.1.1 光纤耦合器的发展及现状
• 1.1.2 光纤耦合器制造设备的发展及现状
• 1.1.3 论文的安排和概述
• 第二章 光纤耦合器基本原理与制造方法
• 第一节 光纤耦合器的工作原理
• 2.1.1 熔锥光纤耦合器工作原理
• 2.1.2 光纤耦合器的制造方法
• 2.1.3 多端口光纤耦合器的制造方法
• 第三节 适用参数和典型值
• 2.3.1 适用参数
• 2.3.2 典型值
• 第四节 光学参数调整方法和应用
• 2.4.1 光学参数的调整方法
• 2.4.2 封装技术与光学表现
• 2.4.3 与PLC的比较
• 2.4.4 耦合器的水峰损耗
• 第三章 耦合器拉制设备的原理与实现
• 第一节 光纤耦合器拉制设备基本组成
• 3.1.1 拉伸运动控制部分
• 3.1.2 熔融加热控制部分
• 3.1.3 氢氧流量的控制方法
• 第二节 运动控制方法
• 3.2.1 运动控制、驱动器和电机
• 3.2.2 运动的控制和优化
• 3.2.3 封装机构的实现与改进
• 第四章 光纤耦合器设备的改进和提高
• 第一节 小信号处理
• 4.1.1 拉制设备信号处理部分的实现
• 4.1.2 信号处理部分面临的问题
• 第二节 解决的方案利特性
• 4.2.1 噪声的抑制
• 4.2.2 线性放大
• 4.2.3 带增益控制的线性放大
• 第三节 对数放大器的应用
• 4.3.1 对数放大器的工作原理
• 4.4.1 动态范围的改善
• 4.4.2 周期判定算法的改进
• 第五章 后续工作和展望
• 【参考文献】
• 致谢