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高速宽带电光调制器是光纤通信、CATV 光纤传输、光孤子通信、光纤传感等领域的重要器件,在未来光纤通信系统中占有十分重要的地位。随着通信迅速发展,对高速宽带调制器的研究也迫在眉睫。本论文综合分析了Ti:LiNbO3波导调制器存在的局限性,首次提出了一种可以获得高速、宽带调制器的新设计方案——铌酸锂光纤型行波调制器,并利用有限元法和神经网络方法对比分析了ACPS、SCPS、CPW三种电极结构下光纤型行波调制器的主要性能指标调制器带宽、微波等效折射率、半波电压、特性阻抗、微波传输损耗、插入损耗等。分析结果表明该光纤型行波调制器具有两大特点:一是具有大的带宽;二是半波驱动电压很低,且该调制器性能指标达到国际先进水平,具有自主知识产权。本论文首次把神经网络引入到光无源和有源器件的建模设计中,采用径向基函数(RBF)神经网络通过学习、训练和仿真,实现对光纤方向耦合器,半导体激光器噪声特性等建模仿真。利用NTT设计脊型Ti:LiNbO3光波导调制器的数据建立了该调制器的GRNN模型,分析模型误差,结果证明了用神经网络对调制器建模的可行性和可靠性。基于人工神经网络速度快、精度高、可扩展性等优点,以及上述模型的论证,本论文把 GRNN 神经网络扩展到对光纤型行波调制器的建模仿真,并且与有限元计算和保角变换的 Green 函数近似运算进行比较。神经网络模型输出结果与有限元方法计算结果一致,精度很高,误差非常小。而且利用所建立的神经网络模型对光纤型行波调制器的结构尺寸进行了优化设计。通过理论分析和建模仿真得到光纤型行波调制器的最佳 CPW 电极结构尺寸和性能指标:带宽?f =250GHz,半波驱动电压Vπ =1.14V,特性阻抗Z =55.78Ω。设计了光纤型行波调制器全部制作工艺流程,重点突出铌酸锂光纤 M-Z 形干涉计的制作工艺,该制作工艺国内外尚未见报导。同时还对调制器制作的各个工艺步骤进行了分析及描述,部分工艺给出了工艺参数以及图文表示,为后续的光纤型行波调制器的制作和测试提供了重要指导。