基于超结构光纤光栅的宽带波分复用信道滤波器设计.pdf

北京交通大学
硕士学位论文
基于超结构光纤光栅的宽带波分复用信道滤波器设计
姓名:沈旷轶
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:宁提纲
20061201
中文摘要本文理论分析部分主要分成三步,第一步,从鰊方程组出发,详细推摘要:本文首次提出了基于超结构光纤光栅的宽带波分复用信道滤波器的设计方案,,并具体应用到光纤光栅波导结构中,推导出布拉格光纤光栅的幅度耦合模方程组,通过解这组方程,得到了布拉格光纤光栅的反射光谱表达式。第二步,超结构光纤光栅的光波导结构是对布拉格光纤光栅的纤芯折射率方波取样而得,在布拉格光纤光栅光谱分析的基础上引入折射率调制的相移因子,用传输矩阵法计算出了超结构光纤光栅的光谱。第三步,通过用傅立叶展开的方法对超结构光纤光栅的波导结构进行分析,推导出了光栅谐振峰的位置的精确表达式,进而得到谐振峰间隔的精确表达式,这些具体的数学表达对宽带波分复用信道滤波器的设计起到关键的作用。利用上述的谐振峰位置和间隔的表达式,逆向求解出影响超结构光纤光栅光谱特征的各项参数的值。本文依据甌的建议,分别计算了,和波长间隔的波分复用信道滤波器的设计参数,并利用这些参数计算出超结构光纤光栅的光谱,通过测量,所得光谱特性痴穹逦恢煤托痴穹寮涓与设计预期精确相符。通过改变光纤光栅周期杂庀斯庹げ祭癫ǔ到适当的值,使超结构光纤光栅谱位移一个或者多个波长间隔,级联多个波长精确定位的超结构光纤光栅,实现了波分复用信道滤波器的宽带滤波。关键词:光纤通信;耦合模理论;超结构光纤光栅;波分复用;宽带滤波器
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致谢本论文的工作是在我的导师宁提纲教授的悉心指导下完成的,、江中澳教授、王均宏教授、裴丽教授、王智教授、陈根祥教授、简伟高工、娄淑琴教授、刘娟副教授和童治副教授悉心指导我完成了实验室的科研工作,在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助,在此向老师们表示衷心的谢意。在实验室工作及撰写论文期间,邸思、毛向桥、胡滨和王圻等同学对我论文中的程序编写和理论研究工作给予了热情帮助,在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢我的父母和罗莹莹,他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业.
髀波分复用系统技术概述光波分复用系统原理墙街只蚨嘀植煌ǔさ墓庠夭ㄐ藕携带各种信息诜⑺投司从闷骰愫显谝黄穑Ⅰ詈系揭桓庀酥写涞浇邮斩耍复用器将各种波长的光载波分离,,称为波分复用。光波分复用系统中的关键器件是复用/解复用器件,这些器件的解决方案【”有:光栅型巧⑿,干涉型,光纤方向耦合器型。光栅型的解复用器是把复用的光信号通过传统透镜或者自聚焦透镜制作的准直器件汇聚到光栅上,通过光栅对不同波长光的衍射作用,把复用的光解复用并反射回准直器件中,通过准直器件的光路调整,输出到不同的光纤中。干涉型的复用器件有多种,常见的有干涉膜滤波器型、滤波器型和波导阵列光栅型。干涉膜滤波器的虑光片由多层介质薄膜构成,可以通过介质膜的不同排列构成不同波长的滤波器,,然后通过第耦合器合波,输出的光功率和输入光功率的比值干渎是一个随波长振荡的函数,,可以得到需要的合波和分波效果。波导阵列光栅是由输入波导、两个平面耦合波导、阵列波导和输出波导构成。多波长光信号进入输入波导,在第一个平面波导中衍射而耦合进阵列波导,阵列波导是由长度依次递增的路径构成,光经过这些不同路径时产生不同的相位延迟,最后在第二个耦合波导中相干叠加,’轴’‘
其合作者首次从锗掺杂光纤中观察到光子诱导光栅。,在原料沉积过程中通入氢气,,磨和抛光的方法使光纤的迅逝波发生耦合。两路解复用器。一是光纤拉成锥形熔融,二是采用研利用这种方法可以制作多路复用器和本文提出的光波分复用系统解复用器件是基于超结构光纤光栅⊙庀斯