光纖光柵的光譜特性及色散補償研究.pdf

1、光纖光柵是光通信領(lǐng)域發(fā)展迅速的一種器件，其應(yīng)用非常廣泛。實用化的光纖光柵及由其構(gòu)成的各類光器件是光通信傳輸系統(tǒng)必不可少的光器件，光纖色散是光通信向高速率，長距離方向發(fā)展的主要障礙，色散補償已成為人們研究的熱點。線性碉啾光纖光柵由于其插入損耗低、體積小、價格低廉、色散補償量大等多方面的優(yōu)點，而成為色散補償中最有效，最有前途的方法。 本文從光纖中的麥克斯韋方程組出發(fā)，嚴(yán)格推導(dǎo)出描述光纖光柵工作原理的耦合模方程，然后分析討論了各種光纖

2、光柵的特性。研究表明，未經(jīng)過變跡的啁啾光纖光柵的時延曲線的線性度很差，色散曲線抖動也較大，很難作為色散補償器來加以應(yīng)用。而通過采用本文構(gòu)造的幾種變跡函數(shù)的切趾光纖光柵的反射特性明顯改善，時延曲線的線性度大大加強，色散曲線也比較平滑，能夠很好的作為色散補償器應(yīng)用到光纖通信系統(tǒng)中。 本文中，對啁啾光纖光柵補償帶啁啾的超高斯脈沖的色散問題進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析和數(shù)值模擬。數(shù)值模擬結(jié)果表明，光脈沖在普通單模光纖中傳輸了一定距離后，由于色散

3、的作用，脈沖發(fā)生展寬，超高斯脈沖比高斯脈沖展得更寬。若初始脈沖含有啁啾，展寬后的脈沖還出現(xiàn)小調(diào)制。用啁啾光纖光柵進(jìn)行色散補償后，高斯型脈沖能夠較好的恢復(fù)初始脈沖形狀，帶啁啾的超高斯脈沖的脈寬可恢復(fù)到接近初始脈沖的寬度，但脈沖形狀發(fā)生了畸變，并出現(xiàn)了旁瓣，脈沖峰值功率與超高斯脈沖階數(shù)和啁啾參數(shù)有關(guān)。用拋物平方變跡啁啾光纖光柵進(jìn)行色散補償，比高斯型變跡光纖光柵補償后的脈沖寬度更窄，峰值功率也更高。 最后本文研究了用拋物平方變跡啁啾光