FBG啁啾調(diào)諧及晶體包層光纖光柵光譜特性研究.pdf

1、啁啾光纖光柵具有反射帶寬寬、群時(shí)延漸變、體積小、插入損耗低、與光纖系統(tǒng)兼容等優(yōu)點(diǎn)，這使啁啾光纖光柵在光纖通信及傳感等領(lǐng)域有著獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。然而，用制作光柵常用的相位掩模法獲得的啁啾光纖光柵成本較高，而且，一旦光柵制作成功很難按需要對(duì)光柵再進(jìn)行調(diào)諧，這些都限制了啁啾光纖光柵的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。因此，尋找一種成本低廉且光柵可根據(jù)需要調(diào)諧的啁啾光纖光柵制作方法一直以來(lái)是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。
　　各向異性材料光纖與普通二氧化硅光纖比較具有獨(dú)

2、特的光學(xué)特性尤其光學(xué)非線性特性。與普通各向同性材料光纖光柵相比，各向異性材料光纖光柵具有更大的零色散點(diǎn)調(diào)節(jié)范圍和更高的反射率，且對(duì)光纖光柵的線性和非線性特性影響更為顯著。因此，對(duì)各向異性材料光纖光柵光學(xué)特性的深入分析顯得尤為重要。
　　本論文結(jié)合導(dǎo)師科研項(xiàng)目—山東省自然基金項(xiàng)目：光纖光柵非線性及其應(yīng)用研究,項(xiàng)目號(hào): ZR2009AM017，以布拉格光纖光柵為研究對(duì)象，對(duì)FBG啁啾調(diào)諧方法和單軸晶體包層FBG的光譜特性進(jìn)行了研究，并

3、開(kāi)發(fā)了單軸晶體包層FBG光譜特性模擬軟件。主要內(nèi)容包括：
　　1、提出了一種FBG啁啾調(diào)諧方法。利用有限元法對(duì)光纖光柵啁啾調(diào)諧裝置進(jìn)行了模擬分析，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，獲得了一種光纖光柵的啁啾調(diào)諧裝置和方法。調(diào)諧過(guò)程中光柵中心波長(zhǎng)沒(méi)有明顯變化，最大帶寬展寬量達(dá)到0.8nm，通過(guò)引入修正因子η=0.315，理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合很好。
　　2、對(duì)單軸晶體包層光纖Bragg光柵反射譜特性的模擬。推導(dǎo)了包層為單軸晶體的光纖理想正規(guī)模特

4、征方程，應(yīng)用中值定理，結(jié)合Matlab的數(shù)值求解，提出了這一超越方程的一種求解算法，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)包層為單軸晶體材料的光纖Bragg光柵的反射譜與包層折射率關(guān)系進(jìn)行了模擬分析。
　　3、開(kāi)發(fā)了單軸晶體包層FBG光譜特性模擬軟件。在精確理論模型的基礎(chǔ)上，模擬計(jì)算包層為單軸晶體材料的Bragg光纖光柵反射譜，分析光纖光柵的特性。該軟件對(duì)各向同性包層FBG和單軸晶體包層FBG均適用。
　　4、利用軟件分析單軸晶體包層光纖光柵的光

5、譜特性。結(jié)果表明kcl對(duì)γ-λ曲線有很強(qiáng)的影響，不同的kcl值的反射波中心波長(zhǎng)發(fā)生了明顯的偏移，偏移量與kcl的取值有關(guān)，波形形狀與kcl=1時(shí)完全一樣。Kcl＜1和kcl＞1時(shí)對(duì)反射譜曲線的影響有很明顯的不同，當(dāng)kcl＞1時(shí)，相對(duì)于kcl=1時(shí)的光柵譜中心波長(zhǎng)發(fā)生藍(lán)移；當(dāng)kcl＜1時(shí)，相對(duì)于kcl=1時(shí)的光柵譜中心波長(zhǎng)發(fā)生紅移，且kcl=1曲線的反射率最大值低于其它kcl曲線的最大反射率值。當(dāng)kcl在1.0附近取值時(shí)，光柵反射率變化很