超長光纖光柵寫入系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)光纖通信系統(tǒng)傳輸容量需求呈現(xiàn)爆炸性增長。如何實(shí)現(xiàn)超大容量超遠(yuǎn)距離傳輸成為近幾年來光通信技術(shù)研究的熱點(diǎn)。然而傳輸速率越高，系統(tǒng)的色度色散效應(yīng)越嚴(yán)重，因此解決高速光通信系統(tǒng)的色散問題有重大意義。由于啁啾光纖光柵相比于光纖色散補(bǔ)償和電色散補(bǔ)償?shù)亩嘀貎?yōu)勢(shì)，利用其進(jìn)行色散補(bǔ)償正成為主流技術(shù)。
　　目前，雖然國內(nèi)外研究人員對(duì)超長光纖光柵(FBG，F(xiàn)iber Bragg Grating)制作技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究，但

2、均未制作成功。主要原因是聚焦光斑尺寸無法達(dá)到制作色散補(bǔ)償啁啾光柵的光斑大小要求。國內(nèi)外研究人員一直在尋找技術(shù)方案解決逐點(diǎn)寫入系統(tǒng)光斑過大的問題。論文針對(duì)逐點(diǎn)寫入激光光束聚焦問題以及光纖選型對(duì)光柵性能影響的問題進(jìn)行研究。選題具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　論文的主要工作內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)提出了利用空頻濾波器改善準(zhǔn)分子激光器光源的優(yōu)化方案。對(duì)空頻濾波器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過信息變換光學(xué)手段，仿真分析了空頻濾波器在超

3、長布拉格光纖光柵制作上的參數(shù)優(yōu)化問題，針對(duì)激光束通過空頻濾波器后的光強(qiáng)分布變化進(jìn)行了數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，準(zhǔn)分子激光器光斑質(zhì)量有了極大的改善。
　　(2)研究了影響激光光束聚焦后光斑尺寸的因素并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用擴(kuò)束準(zhǔn)直的方法對(duì)激光光束發(fā)散角壓縮后再進(jìn)行聚焦。對(duì)比了使用準(zhǔn)直系統(tǒng)和不使用準(zhǔn)直系統(tǒng)時(shí)聚焦光斑尺寸，使用準(zhǔn)直系統(tǒng)后優(yōu)化效果明顯。最終得到光斑尺寸為0.4μm，可以用于逐點(diǎn)寫入超長光纖光柵。
　　(3

4、)研究了激光通過球差透鏡后的光強(qiáng)分布規(guī)律。目前已發(fā)表文獻(xiàn)研究激光光斑主要集中于衍射限制問題，而對(duì)光斑軸上、軸外、球差、色差、場(chǎng)曲、畸變等問題考慮不夠。而這些問題極大的影響了超長光纖光柵寫入質(zhì)量。最終得到了菲涅爾數(shù)和球差對(duì)于聚焦后光斑尺寸大小影響的相關(guān)重要結(jié)論。對(duì)以后進(jìn)一步優(yōu)化光學(xué)系統(tǒng)提供了理論依據(jù)和指導(dǎo)意義。
　　(4)首次對(duì)制作光纖光柵時(shí)光纖選型對(duì)光柵色散補(bǔ)償性能的影響進(jìn)行了研究?；隈詈夏＠碚摲謩e對(duì)光纖長度、調(diào)制指數(shù)、纖芯直徑