水下蓝绿光波段偏振调控器件的无串扰机理研究
批准号:
62101487
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
张泽君
依托单位:
学科分类:
海上和水下通信
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
张泽君
中文摘要
光在水中传播时产生的后向散射对水下光通信以及光学成像系统造成的影响是不可忽视的。通过偏振调控器件对发射光进行偏振调制以及对接收光进行偏振检测,可有效分析后向散射光的偏振特性,为抑制后向散射提供新思路。本项目拟针对蓝绿光波段偏振控制器件的无串扰机理展开研究,通过抑制器件的偏振消光比来降低水下光学系统的偏振损耗,同时提高后向散射光的偏振分析精度。为探究偏振调控器件的无串扰机理,本项目将针对光子晶体光纤的高双折射原理和多光纤间的偏振模式耦合原理等关键问题,结合理论分析、建模仿真与实验验证展开研究。
英文摘要
In the marine enviroment, the influence of backscattering of light on underwater optical communication and optical imaging system cannot be ignored. By using polarization control devices to modulate the polarization of the transmitted light and detect the polarization of the received light, the polarization characteristics of backscattered light can be effectively analyzed, which could provide a new way to suppress the backscattered light. This project aims to study the crosstalk free mechanism of the polarization control devices in blue-green light bandwidth. Supressing the polarization extinction ratio of devices is used to reduce the polarization loss of the underwater optical system and improve the polarization analysis accuracy of backscattered light. This project will combine theoretical analysis, simulation and experimental verification, and focus on the key issues of the high birefringence principle of photonic crystal fibers and the polarization mode coupling principle between multiple fibers.
针对水下环境中光通信与光学检测技术的应用需求,有必要开展蓝绿光波段高性能光学器件的研究。本项目基于光子晶体与超表面结构,深入分析了蓝绿光波段与通信波段在周期性人工材料中的光学特性,包括模场分布、色散、双折射以及透射率等特性的变化规律。同时,深入探究了对称波导、非对称波导以及多波导之间的光波耦合过程。基于以上理论模型分析,主要做了以下三方面的工作:①提出了一种宽入射角度的光束偏振信息测量结构,充分考虑偏振分量之间的消光比,实现了±20°入射范围内光波的偏振信息测量;②提出了一种全光8-QAM解调器件,通过合理设计光子晶体波导,实现了入射光振幅和相位的同时解调;③提出了一种并行式6模式选择转换结构,该结构融合了光子晶体与阶跃光纤,实现了多阶正交偏振模式之间的转换功能。以上的研究成果为水下高速光通信、水下偏振检测领域中关键光学器件的发展提供了新思路。
国内基金
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