基于相移可調(diào)諧啁啾光纖光柵多波長(zhǎng)濾波器的研究.pdf

1、相移光纖光柵是通過(guò)在常規(guī)布拉格光纖光柵(FBG)的某些特定位置引入相移而形成，相比普通FBG，相移光柵可以在反射譜的阻帶中打開(kāi)一個(gè)或多個(gè)線寬極窄的透射窗口，實(shí)現(xiàn)透射型濾波。而且，其透射窗口的位置可以通過(guò)改變相移量來(lái)調(diào)整，窗口的通透率以及線寬也可以根據(jù)通過(guò)調(diào)整相移點(diǎn)的位置來(lái)改變，因而可以根據(jù)不同的需要合理設(shè)計(jì)相移的數(shù)量、大小及位置，獲得不同線寬和滾降特性的透射峰，并且相移光柵還具有插入損耗低、偏振無(wú)關(guān)等優(yōu)點(diǎn)。因此其在窄帶濾波、光纖激光器、

2、波分解復(fù)用器、全光邏輯器件以及光纖傳感等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為新型光器件的研究熱點(diǎn)之一。
　　啁啾相移光纖光柵是通過(guò)在啁啾光纖光柵中引入相移而形成，因此綜合了啁啾光柵和相移光柵的一些重要特性，其反射帶寬和透射窗口的線寬可以在很寬的范圍內(nèi)調(diào)諧，更加適用于多通道濾波。本文正是基于啁啾相移光纖光柵優(yōu)良的濾波特性，通過(guò)在線性啁啾光柵中引入可調(diào)諧相移來(lái)實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)和帶寬均可調(diào)諧的多波長(zhǎng)濾波器，從而在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)更加靈活的波長(zhǎng)選擇。本文完成的主

3、要工作和取得的成果如下:
　　1.基于規(guī)則光波導(dǎo)模式的正交性，詳細(xì)推導(dǎo)了相移光纖光柵的耦合模方程，對(duì)相移光纖光柵的三種分析方法，傳輸矩陣法、多層膜法以及V-I傳輸矩陣法，進(jìn)行了詳細(xì)比較和誤差分析，驗(yàn)證了V-I傳輸矩陣法能夠滿足分析的精度，并且大大提高了運(yùn)算效率。
　　2.利用V-I傳輸矩陣法，對(duì)均勻相移光纖光柵和啁啾相移光纖光柵的透射譜特性進(jìn)行比較分析，對(duì)比總結(jié)了兩者在不同相移參數(shù)及光柵參數(shù)下的傳輸規(guī)律，為新型相移光纖光柵器

4、件的研究提供依據(jù)。
　　3.實(shí)驗(yàn)研究了壓電陶瓷(PZT)在線性啁啾光纖光柵中引入一個(gè)可調(diào)諧的且穩(wěn)定的相移的基本特性，并分析總結(jié)了相移位置間隔及啁啾系數(shù)對(duì)啁啾相移光纖光柵陷波濾波器的波長(zhǎng)間距的影響。結(jié)果表明，波長(zhǎng)間距隨相移位置間隔和啁啾系數(shù)的增長(zhǎng)呈線性增長(zhǎng)，且前者線性增長(zhǎng)的靈敏度最大可達(dá)0.383nm/cm。在實(shí)際應(yīng)用中可依據(jù)這兩個(gè)線性關(guān)系來(lái)優(yōu)化選擇相移位置、相移數(shù)量及啁啾系數(shù)，并以PZT來(lái)控制相移量變化，設(shè)計(jì)出滿足不同特性的多波長(zhǎng)