基于采樣光纖光柵的多通道光學(xué)濾波器.pdf

1、隨著光通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，光纖光柵作為一種新型的無源器件由于其本身防爆、抗電磁干擾、抗輻射、耐高溫、體積小、重量輕、靈活方便等特點(diǎn)可以作為光通信系統(tǒng)和光傳感系統(tǒng)的基本元件越來越得到人們的重視。 采樣光纖光柵由于其實(shí)現(xiàn)多個(gè)窄帶通道，特別適用于波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)、多波長濾波器和光碼分多址系統(tǒng)。啁啾采樣Bragg光纖光柵由于在產(chǎn)生多通道、色散補(bǔ)償方面的特性而受到人們的關(guān)注。然而當(dāng)采樣光纖光柵發(fā)生任意啁啾時(shí)（光柵周期啁啾，采樣周期周期或

2、者兩者同時(shí)啁啾），最大反射峰的位置會(huì)發(fā)生偏移，這對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)多通道濾波器的效果將會(huì)產(chǎn)生很大影響，通常的方法是進(jìn)行傳輸矩陣的方法，但是進(jìn)行矩陣模擬運(yùn)算花費(fèi)時(shí)間長，而且最大峰值的位置需要放大取點(diǎn)，很不方便。我們提出了一種基于傅里葉變換的方法計(jì)算任意啁啾采樣光纖光柵最大反射峰通道的理論和方法。通過對(duì)啁啾采樣光纖光柵進(jìn)行建模，運(yùn)用傅里葉變換，得到了任意啁啾采樣光纖光柵的數(shù)值解析表達(dá)式。運(yùn)用該解析表達(dá)式，可精確計(jì)算任意啁啾采樣光纖光柵最大反射峰值位

3、置，并且得出啁啾光纖光柵的通道波長位置，不僅與光柵的啁啾系數(shù)有關(guān)，而且于光柵的總長度有關(guān)，并用模擬矩陣法證明其預(yù)測(cè)是正確的，該解析表達(dá)式加深了對(duì)復(fù)雜采樣光柵內(nèi)部結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和明確了各種參數(shù)對(duì)光柵反射通道的影響。 隨著對(duì)波長信道數(shù)目需求的增長，尋求一種制造容易，且能產(chǎn)生頻域?qū)?、隔離度好多通道濾波技術(shù)，一直是設(shè)計(jì)者追求的目標(biāo)。在實(shí)際使用是，通常使用兩種采樣光纖光柵。一種是振幅型采樣光纖光柵，一種是相位采樣光纖光柵。傳統(tǒng)的振幅型采樣光纖

4、光柵的最大缺點(diǎn)是反射光譜范圍與反射光譜能量之間的平衡，光譜的頻域范圍是和光柵長度占空比系數(shù)成反比。光譜的反射通道要求越多，則光柵長度的占空比越小，但是若光柵長度很小，光譜反射通道的能量效率會(huì)降低。近來，得到了能夠?qū)崿F(xiàn)多通道的采樣光纖光柵中的Talbot效應(yīng)。利用Talbot效應(yīng)，通過改變光柵的啁啾系數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)任意通道密度（自由光譜范圍）的光譜，而傳統(tǒng)的采樣光纖光柵只能通過改變采樣周期來實(shí)現(xiàn)自由光譜范圍的改變。傳統(tǒng)振幅型采樣光纖光柵為了

5、得到良好的反射通道，在Talbot條件下，duty cycle依然很小，因此反射通道能量效率依然很低。相位采樣光纖光柵以其高的能量利用率、平坦的反射通道的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)引起光學(xué)研究者的極大興趣。然而制作相位采樣光纖光柵是一件很困難、很昂貴的事。雖然，相位采樣光纖光柵在Talbot條件下，可以用較少的相位采樣點(diǎn)得到高通道數(shù)的反射光譜，但制作依然很困難。 所以，我們提出了一種可以有效產(chǎn)生高通道數(shù)的全占空比（duty cycle=1），新穎