超長光纖光柵寫入系統(tǒng)關鍵技術的研究.pdf

1、隨著通信技術的飛速發(fā)展，人們對光纖通信系統(tǒng)傳輸容量需求呈現(xiàn)爆炸性增長。如何實現(xiàn)超大容量超遠距離傳輸成為近幾年來光通信技術研究的熱點。然而傳輸速率越高，系統(tǒng)的色度色散效應越嚴重，因此解決高速光通信系統(tǒng)的色散問題有重大意義。由于啁啾光纖光柵相比于光纖色散補償和電色散補償?shù)亩嘀貎?yōu)勢，利用其進行色散補償正成為主流技術。
　　目前，雖然國內(nèi)外研究人員對超長光纖光柵(FBG，F(xiàn)iber Bragg Grating)制作技術進行了廣泛的研究，但

2、均未制作成功。主要原因是聚焦光斑尺寸無法達到制作色散補償啁啾光柵的光斑大小要求。國內(nèi)外研究人員一直在尋找技術方案解決逐點寫入系統(tǒng)光斑過大的問題。論文針對逐點寫入激光光束聚焦問題以及光纖選型對光柵性能影響的問題進行研究。選題具有重要的理論意義和實用價值。
　　論文的主要工作內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:
　　(1)提出了利用空頻濾波器改善準分子激光器光源的優(yōu)化方案。對空頻濾波器進行了結構設計。通過信息變換光學手段，仿真分析了空頻濾波器在超

3、長布拉格光纖光柵制作上的參數(shù)優(yōu)化問題，針對激光束通過空頻濾波器后的光強分布變化進行了數(shù)值模擬和實驗研究。仿真和實驗結果表明，準分子激光器光斑質(zhì)量有了極大的改善。
　　(2)研究了影響激光光束聚焦后光斑尺寸的因素并對系統(tǒng)進行設計。采用擴束準直的方法對激光光束發(fā)散角壓縮后再進行聚焦。對比了使用準直系統(tǒng)和不使用準直系統(tǒng)時聚焦光斑尺寸，使用準直系統(tǒng)后優(yōu)化效果明顯。最終得到光斑尺寸為0.4μm，可以用于逐點寫入超長光纖光柵。
　　(3

4、)研究了激光通過球差透鏡后的光強分布規(guī)律。目前已發(fā)表文獻研究激光光斑主要集中于衍射限制問題，而對光斑軸上、軸外、球差、色差、場曲、畸變等問題考慮不夠。而這些問題極大的影響了超長光纖光柵寫入質(zhì)量。最終得到了菲涅爾數(shù)和球差對于聚焦后光斑尺寸大小影響的相關重要結論。對以后進一步優(yōu)化光學系統(tǒng)提供了理論依據(jù)和指導意義。
　　(4)首次對制作光纖光柵時光纖選型對光柵色散補償性能的影響進行了研究?；隈詈夏＠碚摲謩e對光纖長度、調(diào)制指數(shù)、纖芯直徑