特殊結(jié)構(gòu)光纖光柵的研究和應(yīng)用.pdf

1、各種特殊結(jié)構(gòu)和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的光纖光柵以其獨特的光譜特性以及可集成性能好等優(yōu)勢將在各種光有源和無源器件中扮演重要的角色，在光通信和傳感領(lǐng)域中發(fā)揮重要的作用。本論文對幾種特殊結(jié)構(gòu)的光纖光柵進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)一些具有潛在應(yīng)用價值的新特性，提出了理論分析方法上的改進以及新的應(yīng)用，取得的主要創(chuàng)新成果如下： 1．將諧振理論與傳輸矩陣法相結(jié)合，分析并實驗驗證了啁啾相移光纖光柵區(qū)別于并優(yōu)于普通均勻相移光纖光柵的特有性質(zhì)：可實現(xiàn)信道間隔均勻、各信道

2、均衡的理想透射型梳狀濾波器，將在多通道濾波、多波長光纖激光器方面具有很好的應(yīng)用潛力和前景。為了滿足不同透射型濾波要求，提出在啁啾相移光纖光柵相移點兩側(cè)分段切趾的方法：改善了濾波器的幅度和相位響應(yīng)，降低了制作難度，提高了啁啾相移光纖光柵濾波器設(shè)計的靈活性以及制作的可行性。 2．采用移動相位掩模板二次曝光法，通過控制位移量制作了具有不同透射峰數(shù)量的啁啾莫爾光纖光柵。利用啁啾莫爾光纖光柵和半導(dǎo)體光放大器（SOA），提出一種簡單的環(huán)腔結(jié)

3、構(gòu)光纖激光器，實現(xiàn)了室溫下穩(wěn)定的多波長同時輸出。由于啁啾莫爾光柵較窄的頻率選擇特性，比應(yīng)用其它濾波器件的激光器獲得了更高的光信噪比和更窄的線寬；且具有良好的波長和功率穩(wěn)定性。 3．提出一種利用啁啾莫爾光纖光柵和可調(diào)窄帶均勻光纖光柵的摻鉺光纖環(huán)腔激光器結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了多個波長的可選調(diào)諧輸出。每個波長的激光輸出都具有良好的波長和功率穩(wěn)定性，以及高的光信噪比，且各信道出光功率均衡。通過在環(huán)腔結(jié)構(gòu)中引入可調(diào)諧光纖環(huán)鏡濾波器進行改進，在保證波

4、長和功率穩(wěn)定性的前提下，大幅提高了輸出激光的信噪比，分析了性能改善的原因；改進后的激光器不需要光環(huán)形器的輔助，進一步降低了成本。 4．針對閃耀光纖光柵中的輻射模耦合，首次提出了一種簡化的CMT方法。通過對相位匹配條件和耦合模方程相位項的分析，簡化了完整CMT方法中復(fù)雜的二元微分耦合模方程組，并將其適用范圍拓展到傾斜角度大于45度的情況，最終推導(dǎo)出一個適用于各種傾斜角度閃耀光柵的簡單公式，用以分析閃耀光纖光柵的損耗譜特性。通過與完