相位取樣型光纖光柵多信道幅頻與相頻濾波性能研究.pdf

1、光纖光柵具有靈活的濾波性能、易于光纖系統(tǒng)融合、插入損耗低、制作簡單等特點，因而成為國內外研究的熱點。相位取樣光纖光柵是光纖光柵技術不斷發(fā)展的產物，不但頻譜上表現(xiàn)出梳狀的多信道，而且通過對折射率分布的相位、幅度等進行調制可以得到更多新穎的頻譜特性，因此在濾波、傳感、動態(tài)色散補償等領域具有重要的應用價值。本文以此背景為切入點選題，著重研究和分析了基于相位取樣型光纖光柵的常規(guī)帶寬多信道濾波器和窄帶多信道濾波器的幅頻響應和相頻響應。
　　

2、首先，分析了取樣光纖光柵的結構和常用的光纖光柵理論模型（傅里葉級數模型），在此基礎上結合傳輸矩陣法仿真分析了取樣周期、占空比、折射率調制值等對取樣光纖光柵頻譜特性的影響，同時對相位取樣光纖光柵折射率調制過程及分析方法進行簡單的介紹。
　　其次，利用模擬退火算法設計出了常規(guī)帶寬多信道光纖光柵濾波器。從離散型和連續(xù)型相位取樣原理出發(fā)，結合模擬退火算法分別實現(xiàn)了離散型和連續(xù)型相位取樣情況下相位值優(yōu)化分布結果，設計出的常規(guī)帶寬多信道濾波器

3、的幅頻響應表現(xiàn)為具有較好的一致性且衍射效率較高;離散取樣下設計得到的9信道和連續(xù)取樣下設計得到5信道的3dB帶寬分別為0.15nm、0.18nm。每個信道的時延譜是平坦的，為了拓展其相位處理能力，考慮引入線線性啁啾。相頻響應表現(xiàn)為每個信道對應的時延譜中出現(xiàn)了一定的線性區(qū)域，通過數值擬合，得到離散和連續(xù)取樣情況下的色散值分別為540～570ps/nm之間和680～720ps/nm之間，可用于色散補償。另外，每個信道的3dB帶寬明顯增加了。

4、
　　最后，為設計得到窄帶多信道濾波器，分別在離散型和連續(xù)型取樣多信道光纖光柵中引入單個或多個π相移，進而在每個信道內形成一個窄帶透射峰，即;獲得了多個窄帶透射信道。隨著相移數目的增加，窄帶透射信道的幅頻響應表現(xiàn)為每個信道對應的3dB帶寬在增加。以9信道濾波器為例，單個相移時的幅頻響應帶寬達到1GHz;多個相移時的幅頻響應帶寬約為6GHz，同時形狀系數得到改善。相頻響應表現(xiàn)為引入相移后出現(xiàn)了波動，隨著相移數目的增加，波動趨于平穩(wěn)。