高信道數(shù)光纖光柵色散補償器的設計.pdf

1、光纖光柵色散補償器因其不受電磁干擾、靈敏度高、體積小重量輕、插入損耗小等特點，越來越受到人們的重視。特別是近二十年來，社會投入大量人力和財力，以致光纖光柵的研究在近期取得了很大的進展，超結構光柵、啁啾光柵等形式的光柵相繼被推出。然而傳統(tǒng)的設計方法，特別是用于設計高信道色散補償器時，有諸多弊端，如：反射譜不均勻、折射率調制過大、設計結果針對性不強等。 本文首先比較了典型的色散補償方案，對本文設計的光柵色散補償方案進行了比較論證。然

2、后，將本文所編程序的模擬結果與權威結果比較，證實所編程序的可行性。在比較過程中，重點分析了相移光柵和取樣光柵。總結出相移光柵插入相位與透射帶寬的經驗公式。分析了傳統(tǒng)取樣高信道光柵設計的主要優(yōu)缺點，與本文的設計方案比較。 針對以上問題，介紹了一種新穎的逆向設計方法，即離散剝層法（DLP）。對該算法的原理、步驟做了詳細的分析。對該算法的性能用程序進行了模擬。通過DLP法設計了符合實際使用要求的多個高信道色散補償光柵。其中，九信道色散

3、補償光柵可以補償從15Km到135Km不同長度的色散。且各信道反射譜相同、隔離度好、延時曲線抖動小。在設計過程中同時暴露了DLP設計方法的缺點，即折射率調制過大，與信道數(shù)成倍數(shù)增加。 為克服DLP的以上缺點，本文首先從理論出發(fā)，分析了折射率過大的原因、找到了克服這種缺點的方法，即在不同信道插入不同的相位，并求出了理論最小折射率。為了找到一組相位使折射率調制最小，引入了遺傳算法。在簡要的說明了遺傳算法的工作原理以后，給出了MATL

4、AB2006a自帶遺傳算法工具箱的參數(shù)設定方法、適應度函數(shù)的設計，以及具體程序。通過遺傳算法的優(yōu)化，我們可以設計出信道數(shù)高達50信道，覆蓋整個C波段的高信道色散補償光柵，且反射譜均勻、隔離度好、延時譜抖動小，完全可以滿足實際使用的需要。 然而這種基于遺傳算法與DLP算法相結合的高信道設計方法，還有一些缺點需要改進。如，設計高信道不同色散補償時還有困難；折射率調制雖然可以大幅度減小，但仍無法達到理論值；遺傳算法有時會陷入局部最小、