體全息密集波分復(fù)用性能的研究.pdf

1、利用體全息技術(shù)來(lái)制作波分復(fù)用器件是一種很有前途的方法。但是目前已報(bào)導(dǎo)的工作中還存在著衍射效率不高、選擇性差等問(wèn)題，它們分別影響著器件的插入損耗和通道間隔。以往所有工作中采用的理論，均為傳統(tǒng)的Kogelnik耦合波理論。但由于其理論的一維本質(zhì)，它原則上只適合于光柵輸入輸出面尺寸遠(yuǎn)大于光柵厚度的情況。但在現(xiàn)代體光柵的許多應(yīng)用中，光柵尺寸趨向于小型化，對(duì)這一類體光柵衍射特性的分析，二維理論比Kogelnik耦合波理論更為精確。本論文研究了體全

2、息波長(zhǎng)濾波器件的基礎(chǔ)理論，重點(diǎn)是二維耦合波理論，分析其衍射特性尤其是衍射效率和布拉格選擇性. 首先，采用了基于體全息波分復(fù)用器件的實(shí)驗(yàn)方案，該方案為透射式記錄、正交式讀出。利用綠光記錄、紅外光讀出體光柵實(shí)驗(yàn)，測(cè)得了不同晶體的選擇角，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，雙摻雜晶體比單摻雜晶體的選擇角小，即選擇性好。 推導(dǎo)了二維耦合波理論用到的參數(shù)晶體吸收系數(shù)和光柵強(qiáng)度系數(shù)的計(jì)算式。實(shí)驗(yàn)研究了有限尺寸體光柵的衍射特性。為了進(jìn)一步驗(yàn)證二維耦合波理論

3、及其解析解的正確性，進(jìn)行了不同光柵尺寸比下，短波長(zhǎng)記錄、長(zhǎng)波長(zhǎng)讀出的角度選擇性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果與理論預(yù)期基本相符。結(jié)果進(jìn)一步表明，二維耦合波理論的閉形式解能夠作為體全息復(fù)用、解復(fù)用器件優(yōu)化設(shè)計(jì)的依據(jù)。 采用二維耦合波理論及其閉形式解析解作為計(jì)算工具，分析了的波長(zhǎng)選擇性和峰值衍射效率。為了獲得最優(yōu)的波長(zhǎng)選擇性，即達(dá)到DWDM所要求的波長(zhǎng)分辨本領(lǐng)，以及高的峰值衍射效率，在理論上對(duì)實(shí)際晶體的光柵尺寸比進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)所選擇的光柵尺寸