基于LiNbO3的快速可調(diào)諧Bragg波導光柵的設(shè)計.pdf

1、隨著光通信技術(shù)的快速發(fā)展，人們對光器件的調(diào)諧性提出了更高的要求，由于傳統(tǒng)光纖光柵只能實現(xiàn)基于彈光效應（應力）或者熱光效應（溫度）的慢性調(diào)諧，因而在高速光通信及光傳感領(lǐng)域中的應用受到很大的限制。與光纖光柵相比，波導光柵不僅可以突破光纖光柵結(jié)構(gòu)上的局限性，而且波導材料具有多樣性和多功能性，極大地拓展了光柵的應用范圍。目前調(diào)諧波導光柵已經(jīng)在聚合物、無機晶體、半導體等多種材料上實現(xiàn)，尤其是基于電光效應的可調(diào)諧的波導光柵，克服了傳統(tǒng)光纖光柵調(diào)諧速

2、度慢的弊端，實現(xiàn)了快速調(diào)諧，能夠滿足大容量，超高速光通信的技術(shù)要求，成為快速可調(diào)諧光柵的研究熱點。
　　本文以X切鈮酸鋰(LiNbO3)晶體作為基底，結(jié)合轉(zhuǎn)移矩陣理論及LiNbO3電光效應，設(shè)計了一種快速可調(diào)諧Bragg單模波導光柵，可實現(xiàn)諧振波長的快速線性調(diào)諧。在此基礎(chǔ)上提出一種多參量快速可調(diào)諧的波導光柵濾波器，可實現(xiàn)諧振波長、諧振波相位及輸出光強等參量的獨立調(diào)控。工作具體內(nèi)容如下:
　　第一、介紹了鈮酸鋰晶體的折射率橢球

3、及其Pockels電光效應，詳細說明了鈮酸鋰APE波導的折射率分布，并計算仿真了該波導的模式方程，重點分析了皺階周期性波導的分布反饋系數(shù)及其透射反射譜，為之后的分析和研究做好理論鋪墊。
　　第二、設(shè)計了一種電光可調(diào)諧的Bragg單模波導光柵，實現(xiàn)諧振波長線性的電控調(diào)諧，調(diào)諧速度可達納秒量級，而且有較高的波長調(diào)諧靈敏度。通過單模APE波導得設(shè)計，減小了該波導與單模光纖的耦合損耗。計算了皺階Bragg波導的有效折射率，修正梯形皺階Br

4、agg光柵的分布反饋系數(shù)，通過仿真分析該波導光柵的傳輸譜特性，得到了最優(yōu)的波導光柵參數(shù)。
　　第三、在調(diào)諧Bragg波導光柵的基礎(chǔ)上，提出并設(shè)計了一種諧振波長、諧振波相位、輸出光強度均可獨立調(diào)諧的波導光柵濾波器。通過外加波長和相位調(diào)諧電壓，可以分別調(diào)控濾波器諧振波長及諧振波相位，通過控制可調(diào)偏振波片的偏振方向，可以調(diào)諧濾波器的輸出光強。通過分析討論表明該濾波器具有較好的濾波特性、調(diào)諧功能并具有一定的可行性。
　　第四、對多參