光纖光柵的兩端固定壓桿調(diào)諧技術(shù)研究.pdf

1、自從1978年，K.O.Hill等人在摻鍺光纖光柵中采用駐波法制成世界上第一只光纖Bragg光柵以來，光纖光柵以其豐富的選頻特性、低的插入損耗、優(yōu)良的動態(tài)調(diào)諧性能以及與光纖的天然兼容性成為光纖通信和光纖傳感領(lǐng)域中重要的光器件。
　　 本論文圍繞可調(diào)諧光纖光柵這一主題，對基于兩端固定壓桿的光纖光柵波長調(diào)諧和帶寬調(diào)諧方案進行了深入的理論和實驗研究，主要內(nèi)容包括：
　　 1、簡要回顧了光纖光柵的發(fā)展史、光纖光柵基本概念以及分類

2、，同時對光纖光柵的寫入技術(shù)進行了總結(jié).
　　 2、介紹了光纖光柵常用的理論分析方法，在折射率調(diào)制模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)本征模的展開式以及本征模的正交關(guān)系，推導(dǎo)出光纖光柵的耦合模方程。在給定的邊界條件下，得出了均勻布拉格光柵的反射特性公式，分析了光柵長度、折射率調(diào)制深度對反射特性的影響；對于啁啾光纖光柵，利用矩陣傳輸法將整個光柵離散為多個均勻布拉格光柵的級聯(lián)從而得到啁啾光柵的反射特性，對光柵長度、啁啾系數(shù)、折射率調(diào)制深度等因素的影響進

3、行了詳細(xì)分析。
　　 3、設(shè)計了一個基于精密步進電機的光纖光柵調(diào)諧系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)包括上位機控制界面、單片機控制電路、驅(qū)動器以及步進電機。根據(jù)系統(tǒng)的功能需要，使用C++Builder編寫上位機控制界面，通過串口對下位機發(fā)送命令，實現(xiàn)對電動位移平臺的運行方向、位移距離、速度和細(xì)分的控制。使用Prote199Se繪制印刷電路板，單片機控制程序使用Keil C編寫。
　　 4、提出了一種新型的基于兩端固定壓桿光纖光柵布拉格波長

4、的非線性調(diào)諧方法。推導(dǎo)出了光纖光柵波長調(diào)諧量的具體表達式，通過自行設(shè)計的可計算機編程控制步進電機驅(qū)動的調(diào)諧系統(tǒng)進行了光纖光柵波長調(diào)諧實驗。驗證并分析了調(diào)諧過程中出現(xiàn)的諧振峰現(xiàn)象，光纖光柵中心波長的雙向準(zhǔn)無啁啾調(diào)諧量大于35nm，遲滯誤差為0.08％，調(diào)諧過程中3dB帶寬的改變量小于0.09nm。
　　 提出了一種新穎的啁啾光纖光柵反射譜中心波長無移動的光纖光柵啁啾度調(diào)諧方法。仿真分析了啁啾光纖光柵啁啾度調(diào)諧過程中的反射譜以及時延