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多模干涉效应(MMI)是多模波导中固有的现象。自再现现象是基于多模干涉效应产生的，当波导中被激发的模式在传播过程中发生干涉，沿传播方向，将周期性地出现输入光场的单像或多像，即被称为自再现现象。对于多模光纤来说，其自再现输入光场单像的现象更具意义，自再现输入光场所传播的光纤长度被称为自再现距离。本文主要研究基于多模光纤中多模干涉效应的新型全光纤器件的特性，探索其在光纤激光器以及光通讯方面的应用。 1、由于单模-多模-单模光纤结构中的自再现距离依赖于多模光纤的结构参数和输入光波长，因此，对于确定结构的单模-多模-单模光纤结构具有很好的滤波特性。基于导模分析法对单模-多模-单模光纤结构中的传播过程进行了数值模拟，并将程序界面化，以便于为实验过程提供简单、直接的理论指导。程序主要分3个。程序一模拟多模光纤中被激发的有效模式和多模光纤不同横截面上的输出耦合效率。程序二模拟单模-多模-单模光纤结构在不同波长下的自再现距离及其滤波特性。程序三模拟多模光纤的芯径对单模-多模-单模光纤结构的自再现距离的影响以及自再现距离处的耦合效率值。此外，对基于单模-多模-单模结构的光纤激光器进行了初步的研究。 2、基于光纤模式中的正交特性和多模光纤中的多模干涉效应，提出少模-多模-少模光纤结构的选模元件。少模光纤中LP01模和LP11模在多模光纤中的自再现距离相同，但在一个周期长度内，LP01模和LP11模分别有次大的自再现过程。从模拟数据中可知，当LP01模具有较高的耦合效率时，LP11模受到了抑制，反之亦然。因此，根据模拟结果选择不同的光纤长度，可获得理论损耗值低于-1dB的全光纤选模元件。 3、利用少模光纤中的模式干涉效应，提出全光纤的异或门器件。具体实例中，采用SMF28光纤与HI1060光纤错位熔接结构，可实现1μm波段的全光纤异或门，对其进行了数值模拟。