bragg光纤光栅的光谱仿真课程设计毕业论文

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1、目录摘要IAbstractII1光纤光栅简介12BeamPROP软件介绍23光纤光栅的绘制与设置33.1光纤光栅波导的全局设置33.2光纤光栅的绘制43.3光路的设置74光纤光栅的仿真84.1光栅XZ切面图84.2波形仿真94.3参数扫描105心得体会116参考文献12摘要光纤光栅是利用光纤材料的光敏性，通过紫外光曝光的方法将入射光相干场图样写入纤芯，在纤芯内产生沿纤芯轴向的折射率周期性变化，从而形成永久性空间的相位光栅，其作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的滤波器或反射镜。本文介绍的是通过BeamPROP软件进行光纤光栅的光谱仿真，BeamPROP是一款实用性非常强的光学应用软件，本文

2、包含了BeamPROP软件的介绍、光纤光栅的原理以及进行光谱分析及仿真。关键词：光纤光栅；BeamPROP；光谱仿真AbstractOpticalfiberBragggratingisusingfibrematerialphotosensitivesex,throughthemethodofuvexposurewillincidentlighttoacoherentpatternfibercore,infibercorealongthefiberaxiswithinthecoretotherefractiveindexcyclicalchange,soastoformtheperman

3、entspacephasegrating,anditsfunctionisessentiallyinfibercoreisformedinanarrowbandfilterormirrors.ThisarticledescribesthesoftwarethroughBeampropfibergratingspectralsimulation,Beampropisaverystrongpracticalopticalapplications,thisarticlecontainsBeampropsoftwareintroduction,theprincipleoffiberBraggg

4、ratingandspectralanalysisandsimulation. Keywords:fibergrating;Beamprop;spectrumsimulation1光纤光栅简介布拉格光纤光栅（FiberBraggGrating）简称为FBG。在纤芯内形成的空间相位周期性分布的光栅，其作用的实质就是在纤芯内形成一个窄带的(透射或反射)滤波器或反射镜。利用这一特性可制造出许多性能独特的光纤器件。这些器件具有反射带宽范围大、附加损耗小、体积小，易与光纤耦合，可与其它光器件兼容成一体，不受环境尘埃影响等一系列优异性能。目前应用主要集中在光纤通信领域和光纤传感器领域。由于光纤本身

5、的低损耗、抗电磁干扰，它在远距离通信中的到了广泛应用，并随之在通信、传感等领域得到重视和应用。经过近二三十年的研究与实践，光纤光栅迅速了很大发展，种类也迅速增加，出现了各种非均匀光纤光栅，1996年又出现了长周期光纤光栅。在实际需要的推动下，光纤光栅家族不断得到完善和丰富，也在通信和传感领域起到了无法替代的作用。其光谱图如图1.1所示。图1.1光纤光栅光谱2BeamPROP软件介绍RSoft是一个高度集成了计算机辅助设计和模拟仿真的专业软件，专用于设计集成光学波导元件和光路。此软件由美国RSOFT公司出品，其主程序为一套完善的用于设计光波导元件和光路CAD设计系统，且可控制相关的模拟参

6、数。RSoft是一款非常实用的光波导仿真软件。其中包含了BPM,FDTD,FEM等多种算法，使得它能够适用于各种不同要求场合。BPM计算方法也有多种形式，其中有限差分波束传播法（FD-BPM）得到了最广泛的应用，FD-BPM可以实现很准确的设计计算，同时可以允许较大的计算步进。我们使用的软件主要基于这种方法。其操作页面如图2.1所示。图2.1RSoft的操作界面3光纤光栅的绘制与设置3.1光纤光栅波导的全局设置首先，打开BeamPROPCAD-Layout程序，开始这次的波导的总体设置。在菜单中选择“NewCircuit”，在BPMOptions一项选择3D的波导，其中波导类型选择Fi

7、ber，然后依次修改其中的“FreeSpaceWavelength”、“BackgroundIndex”等参数，参数设置如图3.1所示。图3.1光纤光栅的全局设置定义完全局后，开始定义变量。点击“EditSymbols”按钮进行变量定义。其中我定义了Period、Lin、Lout、M、delta_grating等4个变量。如图3.2所示.图3.2变量定义表3.2光纤光栅的绘制光纤光栅一共分3层。第一层的参数设置如图3.3所示。图3.3第1层的参