高信道數(shù)光纖光柵色散補(bǔ)償器的設(shè)計(jì).pdf

1、光纖光柵色散補(bǔ)償器因其不受電磁干擾、靈敏度高、體積小重量輕、插入損耗小等特點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的重視。特別是近二十年來(lái)，社會(huì)投入大量人力和財(cái)力，以致光纖光柵的研究在近期取得了很大的進(jìn)展，超結(jié)構(gòu)光柵、啁啾光柵等形式的光柵相繼被推出。然而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，特別是用于設(shè)計(jì)高信道色散補(bǔ)償器時(shí)，有諸多弊端，如：反射譜不均勻、折射率調(diào)制過(guò)大、設(shè)計(jì)結(jié)果針對(duì)性不強(qiáng)等。 本文首先比較了典型的色散補(bǔ)償方案，對(duì)本文設(shè)計(jì)的光柵色散補(bǔ)償方案進(jìn)行了比較論證。然

2、后，將本文所編程序的模擬結(jié)果與權(quán)威結(jié)果比較，證實(shí)所編程序的可行性。在比較過(guò)程中，重點(diǎn)分析了相移光柵和取樣光柵?？偨Y(jié)出相移光柵插入相位與透射帶寬的經(jīng)驗(yàn)公式。分析了傳統(tǒng)取樣高信道光柵設(shè)計(jì)的主要優(yōu)缺點(diǎn)，與本文的設(shè)計(jì)方案比較。 針對(duì)以上問(wèn)題，介紹了一種新穎的逆向設(shè)計(jì)方法，即離散剝層法（DLP）。對(duì)該算法的原理、步驟做了詳細(xì)的分析。對(duì)該算法的性能用程序進(jìn)行了模擬。通過(guò)DLP法設(shè)計(jì)了符合實(shí)際使用要求的多個(gè)高信道色散補(bǔ)償光柵。其中，九信道色散

3、補(bǔ)償光柵可以補(bǔ)償從15Km到135Km不同長(zhǎng)度的色散。且各信道反射譜相同、隔離度好、延時(shí)曲線抖動(dòng)小。在設(shè)計(jì)過(guò)程中同時(shí)暴露了DLP設(shè)計(jì)方法的缺點(diǎn)，即折射率調(diào)制過(guò)大，與信道數(shù)成倍數(shù)增加。 為克服DLP的以上缺點(diǎn)，本文首先從理論出發(fā)，分析了折射率過(guò)大的原因、找到了克服這種缺點(diǎn)的方法，即在不同信道插入不同的相位，并求出了理論最小折射率。為了找到一組相位使折射率調(diào)制最小，引入了遺傳算法。在簡(jiǎn)要的說(shuō)明了遺傳算法的工作原理以后，給出了MATL

4、AB2006a自帶遺傳算法工具箱的參數(shù)設(shè)定方法、適應(yīng)度函數(shù)的設(shè)計(jì)，以及具體程序。通過(guò)遺傳算法的優(yōu)化，我們可以設(shè)計(jì)出信道數(shù)高達(dá)50信道，覆蓋整個(gè)C波段的高信道色散補(bǔ)償光柵，且反射譜均勻、隔離度好、延時(shí)譜抖動(dòng)小，完全可以滿足實(shí)際使用的需要。 然而這種基于遺傳算法與DLP算法相結(jié)合的高信道設(shè)計(jì)方法，還有一些缺點(diǎn)需要改進(jìn)。如，設(shè)計(jì)高信道不同色散補(bǔ)償時(shí)還有困難；折射率調(diào)制雖然可以大幅度減小，但仍無(wú)法達(dá)到理論值；遺傳算法有時(shí)會(huì)陷入局部最小、