基于采樣光纖光柵的多通道光學(xué)濾波器.pdf

1、隨著光通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，光纖光柵作為一種新型的無源器件由于其本身防爆、抗電磁干擾、抗輻射、耐高溫、體積小、重量輕、靈活方便等特點可以作為光通信系統(tǒng)和光傳感系統(tǒng)的基本元件越來越得到人們的重視。 采樣光纖光柵由于其實現(xiàn)多個窄帶通道，特別適用于波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)、多波長濾波器和光碼分多址系統(tǒng)。啁啾采樣Bragg光纖光柵由于在產(chǎn)生多通道、色散補償方面的特性而受到人們的關(guān)注。然而當(dāng)采樣光纖光柵發(fā)生任意啁啾時（光柵周期啁啾，采樣周期周期或

2、者兩者同時啁啾），最大反射峰的位置會發(fā)生偏移，這對我們設(shè)計多通道濾波器的效果將會產(chǎn)生很大影響，通常的方法是進(jìn)行傳輸矩陣的方法，但是進(jìn)行矩陣模擬運算花費時間長，而且最大峰值的位置需要放大取點，很不方便。我們提出了一種基于傅里葉變換的方法計算任意啁啾采樣光纖光柵最大反射峰通道的理論和方法。通過對啁啾采樣光纖光柵進(jìn)行建模，運用傅里葉變換，得到了任意啁啾采樣光纖光柵的數(shù)值解析表達(dá)式。運用該解析表達(dá)式，可精確計算任意啁啾采樣光纖光柵最大反射峰值位

3、置，并且得出啁啾光纖光柵的通道波長位置，不僅與光柵的啁啾系數(shù)有關(guān)，而且于光柵的總長度有關(guān)，并用模擬矩陣法證明其預(yù)測是正確的，該解析表達(dá)式加深了對復(fù)雜采樣光柵內(nèi)部結(jié)構(gòu)的認(rèn)識和明確了各種參數(shù)對光柵反射通道的影響。 隨著對波長信道數(shù)目需求的增長，尋求一種制造容易，且能產(chǎn)生頻域?qū)?、隔離度好多通道濾波技術(shù)，一直是設(shè)計者追求的目標(biāo)。在實際使用是，通常使用兩種采樣光纖光柵。一種是振幅型采樣光纖光柵，一種是相位采樣光纖光柵。傳統(tǒng)的振幅型采樣光纖

4、光柵的最大缺點是反射光譜范圍與反射光譜能量之間的平衡，光譜的頻域范圍是和光柵長度占空比系數(shù)成反比。光譜的反射通道要求越多，則光柵長度的占空比越小，但是若光柵長度很小，光譜反射通道的能量效率會降低。近來，得到了能夠?qū)崿F(xiàn)多通道的采樣光纖光柵中的Talbot效應(yīng)。利用Talbot效應(yīng)，通過改變光柵的啁啾系數(shù)，可以實現(xiàn)任意通道密度（自由光譜范圍）的光譜，而傳統(tǒng)的采樣光纖光柵只能通過改變采樣周期來實現(xiàn)自由光譜范圍的改變。傳統(tǒng)振幅型采樣光纖光柵為了

5、得到良好的反射通道，在Talbot條件下，duty cycle依然很小，因此反射通道能量效率依然很低。相位采樣光纖光柵以其高的能量利用率、平坦的反射通道的獨特優(yōu)勢引起光學(xué)研究者的極大興趣。然而制作相位采樣光纖光柵是一件很困難、很昂貴的事。雖然，相位采樣光纖光柵在Talbot條件下，可以用較少的相位采樣點得到高通道數(shù)的反射光譜，但制作依然很困難。 所以，我們提出了一種可以有效產(chǎn)生高通道數(shù)的全占空比（duty cycle=1），新穎