啁啾光纖光柵特性分析及壓桿調(diào)諧技術(shù).pdf

1、光纖光柵是利用摻雜光纖的光敏效應(yīng)，在光纖的纖芯中因激光曝光、離子注入、電弧放電或激光熱效應(yīng)刻寫等因素形成的一類折射率周期性調(diào)制結(jié)構(gòu)，是一種新型光纖光子器件。光纖光柵具有與光纖完全兼容、反射特性好、附加損耗小、體積小、成本低等特點(diǎn)，同時(shí)對外界溫度、應(yīng)力、應(yīng)變的變化具有較好的響應(yīng)特性，因此在光纖通信和光纖傳感領(lǐng)域已經(jīng)并將繼續(xù)得到廣泛應(yīng)用。在實(shí)際的應(yīng)用中也需要根據(jù)濾波器的要求設(shè)計(jì)出合適的光纖光柵器件，這涉及到光柵的參數(shù)重構(gòu)理論。 本文

2、以啁啾光纖光柵的特性為核心，對啁啾光纖光柵的切趾、參數(shù)重構(gòu)、調(diào)諧技術(shù)進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究，主要內(nèi)容有： 1.簡要介紹了光纖光柵的發(fā)展歷史、光纖材料的光敏性、光纖光柵的分類，對光纖光柵的寫入技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)。 2.介紹了光纖光柵常用的理論分析方法，在折射率調(diào)制模型的基礎(chǔ)上，利用光場對本征模的展開式以及本征模的正交關(guān)系，推導(dǎo)出光纖光柵的耦合模方程。在給定的邊界條件下，得出了均勻布拉格光柵的反射特性公式，分析了光柵長度、折射率調(diào)

3、制深度對反射特性的影響：對于啁啾光纖光柵，利用矩陣傳輸法將整個(gè)光柵離散為多個(gè)均勻布拉格光柵的級聯(lián)從而得到啁啾光柵的反射特性，對光柵長度、啁啾系數(shù)、折射率調(diào)制深度等因素的影響進(jìn)行了詳細(xì)分析。 3.針對對稱切趾嚴(yán)重降低反射帶寬的問題，仿真分析了非對稱切趾在展寬帶寬和抑制時(shí)延波動(dòng)方面的優(yōu)勢。以啁啾光纖光柵為例，討論了在光柵兩端進(jìn)行不同比例的切趾時(shí)反射帶寬和時(shí)延紋波的變化情況，通過仿真提出了一個(gè)相對合理的切趾比例值。綜合來看，需要在反射

4、帶寬和群時(shí)延紋波之間根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行折衷考慮。長波長端30％切趾、短波長端20％切趾是個(gè)比較合適的方案。 4.對光纖光柵參數(shù)重構(gòu)的相關(guān)理論進(jìn)行了介紹，給出了離散層析算法的基本原理和步驟。通過耦合模方程和矩陣傳輸法有效近似得到了耦合系數(shù)與光柵折射率分布之間的關(guān)系以及離散層析算法的迭代公式。運(yùn)用此算法對無色散FBG濾波器和用于色散補(bǔ)償?shù)腃FBG濾波器進(jìn)行了仿真。此外將算法應(yīng)用于斜邊濾波器的設(shè)計(jì)，重構(gòu)了三角光譜光纖光柵，得到了有效的結(jié)