用于波分復(fù)用的體全息器件的機(jī)理研究.pdf

1、利用體全息技術(shù)來制作波分復(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，給出光通信用波長濾波器件的設(shè)計(jì)依據(jù)和優(yōu)化方法。 本論文首先針對完全重疊型的有限尺寸體光柵，在布拉格衍射范疇內(nèi)給出二維耦合波方程的完整推導(dǎo)，并給出方程組的閉形式解析解，糾正了前人發(fā)表的工作的錯(cuò)漏之處。在此基礎(chǔ)上，研究了完全重疊型均勻光柵的普遍衍射問題。 在密集波分復(fù)用器件中，為了獲得最優(yōu)的插入損耗和通道間隔，利用二維耦合波理論及其閉

3、形式解析解分析了二維受限體光柵的衍射特性，尤其是峰值衍射效率和波長選擇性，探討了這些性質(zhì)與光柵二維尺寸及光柵強(qiáng)度之間的關(guān)系。結(jié)果表明，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)。為了獲得最優(yōu)的峰值衍射效率和波長選擇性，給出了體全息波分復(fù)用器件的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。 實(shí)驗(yàn)研究了有限尺寸體光柵的衍射特性。首先，通過實(shí)驗(yàn)測量了不同光柵尺寸比下的選擇角，測量結(jié)果符合二維耦合波方程解析解的理論預(yù)期。其次，采用了一種新穎