取样光纤bragg光栅特性与其通信应用研究

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1、2011年第3O卷第4期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)19取样光纤Bragg光栅特性及其通信应用的研究吕振，董璞(辽宁工程技术大学电气与控制工程学院，辽宁葫芦岛125105)摘要：用传输矩阵法对取样均匀光纤Bragg光栅进行了理论分析，并依据此方法对取样光栅的反射谱进行了数值仿真。研究表明：随着光栅长度的增加和采样率、折射率调制深度的减少，反射峰的均匀性得到了改善，旁瓣的反射率变小，带宽明显变窄，而反射峰间隔保持不变。反射峰的间隔由光栅周期决定，与采样率无关。基于取样光栅的独特反射谱特性，对其作为光子器件的结构图作了

2、探讨。关键词：取样光纤Bragg光栅；传输矩阵法；耦合模理论中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)04-0019--03RKesearchnOnpropdertiesOt’sam@；}ledfibDerBragggratingandi‘t·saOO-li-cat-i‘onl■nC0mmUnl●CatJ■l0n币LOZhen，DONGPu(SchoolofElectricalandControlEngineering，LiaoningTechnicalUniversity，Huludao125105，China)Abstract：Thesa

3、mpleduniformfiberBragggratingsaretheoreticallyanalyzedandnumericallysimulatedwiththetransfermatrixmethod．Thestudyshowsthatwiththeincreaseofgratinglengthandthedecreaseofsamplingrateandrefractiveindexmodulationdepth，theuniformityofreflectivepeakisimproved．Thereflectanceofthesidelobesisdecreas

4、edslightlyandthebandwidthisobviouslynarrowedbuttheintervalbetweentworeflectivepeaksismaintainedconstant．Theintervalbetweenreflectivepeaksisdeterminedbygratingperiodandisindependentofsamplingrate．Onthebasisofthespecialreflectivespectrumcharacteristicsforthesampledgratings，thestructurediagram

5、oftheopticaldevicesarestudied．Keywords：sampledfiberBragggrating；transfermatrixmethod；coupled—modetheory0引言1理论分析光纤器件在光纤通信中起着重要的作用，尤其在光信1．1取样光纤Bragg光栅的结构息的交换、分配方面，需要各种性能好、品种丰富、能够直光纤光栅是用空间变化的紫外光照射光纤形成的。假接接人光纤网络的器件。在各种光纤器件中，因光纤光栅设形成光栅的结果仅仅对研究的光纤导模有效折射率n体积小、成本低、与光纤系统兼容性好、插入损耗低及光学的一种微扰J，于是有性能优异等优

6、点，光纤光栅和相关器件是近几年的发展热H(z)=6n。{1+COS[(2~r／A)z+(z)]}．点之一。其中，表示光纤轴向；()为一个光栅周期内空取样光栅是对均匀光栅按照一定的规律在空间上进行间折射率变化的直流分量；为折射率变化的条纹可见度；采样得到的。根据藕合模理论，用传输矩阵法获得取样光／l为平均光栅周期，(z)描述光栅的啁啾量，对于均匀光栅的反射谱图可看出：它有多个周期的反射峰，通道间隔栅(z)=0。稳定、带通窄。取样光纤Bragg光栅是对均匀光栅按照一定的规律在本文对取样光纤Bragg光栅特性及其应用进行了研空间上进行采样，如图1所示。取样函数是周期为、采究，结果表

7、明：用该方法得出的结果与频谱分析相吻合，样率R=／的矩形函数，为取样长度。依照耦合模取样光栅的反射峰间隔仅和光栅周期有关，与取样本无理论，光栅折射率分布的空间特性决定了光栅的光谱响关应，经过图1的矩形函数采样的光栅区折射率分布为收稿日期：2010-07-26基金项目：辽宁省高校创新团队项目计划资助项目(2007T074)20传感器与微系统第3O卷行仿真，参数选取A口=1549．5nm，n=1．46，6=5×(z)=硪{+‘m：=曩--g-。m≠。0[”11sin()×10_4，A⋯=(1+6’椰／n)A