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抛物平方变迹线性啁啾光纤光栅色散补偿性能分析

1 引 言  光纤的色散是限制光通信距离和容量的主要因素之一。为此,人们提出了许多色散补偿方法[1],其中利用线性啁啾光纤光栅(FBG)进行补偿被认为是很有效的一种方案。  1987年,FOuellette[2]首次提出利用啁啾FBG进行色散补偿。此后,关于啁啾FBG在色散补偿方面的应用,做了许多的理论和实验工作[3~6],研究过程中使用变迹函数来改善和提高FBG的色散补偿性能。所谓的变迹(切趾)就是使FBG的折射率调制幅度沿轴向有一个类似钟形函数的变化[7],而高斯型是常用的一种变迹效果较好的函数。本文提出了一种新的变迹函数———抛物平方变迹函数。利用传输矩阵法[8]对高斯型和抛物平方型变迹函数对应的线性啁啾FBG的光学特性进行数值模拟,并利用这两种FBG进行色散补偿。经过比较和分析后发现,后者所对应的FBG输出脉冲形状恢复得更好。2 理论模型2.1 基本理论  FBG的折射率沿轴向分布为  E mail:spm1977@1...  (本文共4页) 阅读全文>>

内蒙古大学
内蒙古大学

线性啁啾光纤光栅变迹函数及其色散补偿的理论研究

从耦合模理论出发,利用传输矩阵法,对作者构造的四种变迹函数所对应的线性啁啾光纤光栅的光学特性进行了数值计算,并用其中一种变迹效果良好的函数所描述的线性啁啾光纤光栅进行色散补偿,得出了一些有意义的结论。对于制作和设计线性啁啾光纤光栅用作色散补偿器,本文具有一定的理论参考价值。第一章简要地介绍了光纤光栅的基本概念及分析方法,并对均匀光纤光栅的光学特性做了简单讨论。第二章阐述了变迹对线性啁啾光纤光栅光学特性的影响,并利用传输矩阵法对自己构造的四种变迹函数所对应的线性啁啾光纤光栅的光学特性进行了数值计算。经过与常用的高斯型线性啁啾光纤光栅最佳光学特性的比较和分析后发现,其中的一种函数—抛物平方函数比高斯函数的变迹效果更好。第三章指出了引起脉冲展宽的原因以及色散补偿的重要性,并对线性啁啾光纤光栅的色散进行了估算。在对补偿原理进行详细分析的基础之上,利用高斯型变迹线性啁啾光纤光栅和抛物平方变迹线性啁啾光纤光栅分别去补偿100km标准单模光纤...  (本文共38页) 本文目录 | 阅读全文>>

《激光与红外》2004年01期
激光与红外

线性啁啾光纤光栅变迹函数的研究

1 引 言  光纤光栅是一种全光纤无源器件,它在波分复用[1]、色散补偿[2]、光纤激光器[3]和光纤传感[4]等领域均有重要应用。根据光纤光栅的折射率和周期沿轴向的不同变化规律,可以把光纤光栅分为均匀光栅、啁啾光栅、取样光栅、Morie光栅等。线性啁啾光栅是啁啾光栅的一种,它是一种比较重要的非均匀光栅。由于拥有诸多的优点,它在色散补偿方面得到了广泛的重视和研究[5~8]光纤光栅的光学特性决定了它的广泛应用,可以用作色散补偿器的线性啁啾光纤光栅的光学特性包括反射谱、时延和色散特性曲线。因此要衡量一个线性啁啾光纤光栅的色散补偿性能,计算、研究和分析它的光学特性显得尤为重要。  对于折射率调制幅度沿轴向为常数(常耦合系数)的线性啁啾光纤光栅,它的反射谱中存在较多的旁瓣,而且在反射带宽内线性度差,存在较大的振荡,色散特性曲线不平坦,这将严重影响整个光栅的色散补偿性能。反射谱旁瓣的消除和时延特性曲线振荡的抑制,保证色散特性曲线在反射带宽...  (本文共3页) 阅读全文>>

《光谱实验室》2013年04期
光谱实验室

变迹对啁啾光纤光栅色散补偿性能的影响

1引言在光纤传输系统中,光纤的损耗、非线性效应和色散是影响信号传输的主要因素。随着掺铒光纤放大器(EDFA)的广泛使用,损耗问题基本得到解决[1];对于非线性的影响可以控制适当的入纤功率加以利用或者减弱;因此色散效应已经成为阻碍传输距离增大的主要原因。而啁啾光纤光栅具有与光纤相容性好,插入损耗低、无源和易于制造的特点[2],且各种参数易于调整,将其作为密集波分复用(DWDM)光纤通信系统的色散补偿技术[3]具有广阔的前景。要衡量一个啁啾光纤光栅的色散补偿性能,研究它的光学性能很重要,折射率调制为常数的啁啾光纤光栅的反射谱中存在许多旁瓣,时延曲线线性度很差,色散曲线存在强烈的震荡,这将影响啁啾光纤光栅的色散补偿性能,通过采用变迹[4—6]的方法可以解决这些问题。本文利用传输矩阵[7]的方法研究了啁啾光纤光栅的光学特性[8],采用了两种常用的变迹函数,同时构造了一种新的变迹函数,通过比较发现新的变迹函数可以获得更好的变迹效果。2理论...  (本文共5页) 阅读全文>>

《河北工业大学学报》2012年04期
河北工业大学学报

基于啁啾光纤光栅的色散均衡技术的研究

0引言光纤在最低损耗窗口1550nm处约有16ps/(nm.km)的色散,在高速传输过程中,这将导致严重的码间干扰,从而限制通信系统的性能[1-2].目前常用的光域色散补偿方法是色散补偿光纤(DCF)和啁啾光纤光栅.DCF具有带宽不受限、对温度不敏感等优点,但是其缺点也是显著的,比如非线性系数大、制作成本高等,这些缺点在某种程度上限制了其在色散补偿方面的应用.相比之下,啁啾光纤光栅色散均衡器具有补偿量大、非线性较小、与光纤兼容性好、插入损耗低等优势,在色散补偿方面备受关注[3-4].本文采用了啁啾光纤光栅后置补偿方案,通过OptiSystem7.0对该系统色散的补偿效果进行了仿真,与此同时,为了降低系统的误码率(BER)、提高品质因数,还讨论了入纤光功率对非线性效应的影响.1基于啁啾光纤光栅的色散补偿原理由于啁啾光纤光栅的栅格周期是沿轴向变化的,因此它具备很大的反射带宽和稳定的色散,常被应用于色散补偿和增益平坦滤波器的设计中[5...  (本文共5页) 阅读全文>>

《漳州师范学院学报(自然科学版)》2008年04期
漳州师范学院学报(自然科学版)

耦合系数对线性啁啾光纤光栅反射谱的影响

1引言光纤光栅是利用石英光纤的紫外光敏特性,将光波导结构直接写在光纤中形成的光纤波导器件,在过去的十几年间,光纤光栅技术得到了迅速的发展,在光通迅与光纤传感系统中扮演着重要的角色[1],其中,线性啁啾光纤光栅以反射带宽可以产生大而稳定色散的优点,在光纤通信中被广泛应用于色散补偿[2],也可以作为光纤传感器,用于物体的应变、温度、折射率、浓度等物理量的测量[3-4],因此人们对线性啁啾光纤光栅作了许多理论研究[5-8],促进了光纤光栅技术的发展.本文在前人理论研究的基础上,运用耦合模理论具体分析了线性啁啾光纤光栅的反射特性,并就耦合系数对线性啁啾光纤光栅反射谱的影响作若干讨论,以期对线性啁啾光纤光栅的研制、性能改进和使用方面作一定的理论解释.2理论模型2.1啁啾光纤光栅啁啾光纤光栅是指周期沿光栅轴向长度逐渐变化的光栅,它可以是线性的也可以是非线性的,线性啁啾光纤光栅的波导结构相对简单,它的平均色散与光纤的长度的平方成正比,与啁啾量...  (本文共5页) 阅读全文>>

《桂林师范高等专科学校学报》2008年02期
桂林师范高等专科学校学报

线性啁啾光纤光栅光学特性的仿真研究

0引言光纤光栅是一种通过一定的方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅,是一种无源滤波器件。其实质是改变光纤芯区折射率,其折射率变化幅度大小通常在1-0 5~1-0 3间。1978年,加拿大通信研究中心的K.O.H ill等人用较强的氢离子激光束照射掺锗光纤,制成了首个光纤光栅[1]。1988年,M eltz等人发展了一种横向侧面曝光法的制作光栅技术[2],才使光栅技术获得进一步发展。随后的相位掩膜法[3]和在线制作法[4]使得光栅的规模制作和重复性成为可能。光纤光栅具有许多独特的优点,如制作相对简单、成本低、性能稳定可靠、与光纤兼容、易集成等,因而在光纤通信和光纤传感领域均有重要应用。20世纪90年代以后,随着光纤光栅制作技术的日益成熟,利用不同的方法可制作出各种各样的光纤光栅,这些光纤光栅可以用来制作光纤激光器、色散补偿器、波长转换器、上/下话路复用器、EDFA增益均衡器等。光栅的各种应用均基于其特有的光学特...  (本文共4页) 阅读全文>>