基于离散层剥离算法的光纤布拉格光栅重构算法研究

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1、？１０００４密级？公开学校代码：财交遥乂孳ＢＥＩＪＩＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文基于离散层剥离算法的光纤布拉格光栅重构算法研究作者姓名谢川娣学科专业电子科学与技术指导教师冯素春副教授培养院系电子信息工程学院二零一八年三月辦交卷蹲硕士学位论文基于离散层剥离算法的光纤布拉格光栅重构算法研究ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＡｌｏｒｉｔｈｍｏｆＦｉｂｅｒＢｒａＧｒａｔｉｎＢａｓｅｄｇｇｇｇｏｎｔｈｅＤｓｃｒｅｔｒ－ＰｅｅｉｅＬａｅｌｉｎＡｌｏｒ

2、ｉｔｈｍｙｇｇ作者：谢川娣导师：冯素春北京交通大学２０１８年３月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：谢Ｈ錦导师签名：％签字日期年日签字日期：

3、年＾月＾日３月２０学校代码：１０００４密级：公开北京交通大学硕士学位论文基于离散层剥离算法的光纤布拉格光栅重构算法研究ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＡｌｏｒｉｔｈｍｏｆＦｉｂｅｒＢｒａＧｒａｔｉｎＢａｓｅｄｇｇｇｇ－ＡｏｎｔｈｅＤｉｓｃｒｅｔｅＬａｙｅｒＰｅｅｌｉｎｌｏｒｉｔｈｍｇｇ作者姓名：谢川娣学号：１５１２００３２导师姓名：冯素春职称：副教授学位类别：工学学位级别：硕士：学科专业电子科学与技术研究方向：光纤通信北京交通大学２０１８年３月ｉ致谢首

4、先衷心感谢我的导师冯素春老师。导师对我论文的研究方向提出了指导性的意见和推荐，在课题研宄和论文撰写过程中及时对我遇到的困难和疑惑给予悉心指点，提出了许多有益的改善性意见。在论文研究过程中，导师根据自己对科学前沿的把握，为我提供了大量和研宄方向相关的外文文献，并对课题的研究进行了有效的理论和方法指导，，导师帮助我共同探讨研究难点并及时跟进仿真进度和结果分析。导师严谨务实、实事求是的科学态度、扎实的理论科学基础以及勇于探索的精神将使我终生受益。感谢我的朋友以及同学在论文研宄、编写和排版过程中给予我的支持。也要感谢参考文献中的作者们，，通过

5、研究他们的文章我对研究课题有了更加深入的认识和理解，最终顺利完成论文。ｉｉｉ？摘要随着光纤布拉格光栅（光纤光栅）技术的发展，制作具有复杂折射率调制的光纤光栅成为可能。在光纤通信及光纤传感领域的应用前景促进了光纤光栅的逆向设计重构研究，可以为其正向设计及生产制作提供参数，吸引了许多研究者的关注。本文主要对基于离散层剥离算法的光纤光栅重构算法进行研究。完成的主要工作如下：１．对光纤光栅的耦合模理论、分段均匀传输矩阵法及微波网络传输矩阵法进行了理论分析；对频域离散层剥离算法、时域离散层剥离算法、遗传算法和逆向层聚合算法进

6、行了编程实现及算法验证；并对在光纤通信领域应用较为广泛的几种光栅器件进行了逆向设计和数值仿真实现，其中包括无色散带通滤波器光栅、全通相移滤波器光栅、多信道滤波器光栅、二阶色散补偿器光栅和线性啁啾莫尔光纤光栅。２．仿真计算结果表明频域离散层剥离算法和时域离散层剥离算法需要很少的光栅长度分段数就能够得到光栅的耦合系数，运行时间短。其中，频域离散层剥离算法适用于重构弱反射光栅，时域离散层剥离算法可用于重构最大反射率大于或等于９９％的光栅；另外，时域离散层剥离算法能够很好的重构二阶色散补偿光栅的耦合系数。利用遗传算法优化使用频域离散层剥离算法

7、计算的耦合系一数，重构的反射光谱和目标光谱有较高的致性。３一．在离散层剥离算法的基础上，逆向设计得到了次曝光写入的线性啁啾莫尔光栅在遗传算法中，对传统误差函数进行了改进，得到了新的评价样本优秀程；度的适应函数以获得更加满意的耦合系数；将逆向层聚合算法结合耦合模理论重构获得了光栅耦合系数。：光纤布拉格光栅重构离散层剥离算法分段均匀传输矩关键词；逆向设计；；；阵法ＶＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＷｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｆｉｂｅｒＢｒａｇｇｒａｔｉｎｔｅｃｈｎｏｌｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆ