全光纖型上下話路濾波器的研制.pdf

1、具有波長選擇能力的光上下話路濾波器是波分復用系統(tǒng)中的一種關鍵器件，也是降低成本、推廣光纖到戶光網絡的突破口。本論文結合國家自然科學基金及國家863計劃項目，研制出幾種新型全光纖上下話路濾波器，以滿足不同場合的應用需求。在對器件的工作原理和結構詳細分析和優(yōu)化的基礎上，深入研究了工藝實現(xiàn)的條件，獲得的主要創(chuàng)新成果如下： A.原創(chuàng)性研制出高精度、大長度光纖軸向研磨拋光機和精確可控熔融拉錐設備。 B.推導出用于描述“兩布拉格光柵

2、反射型耦合器”、“布拉格光柵破壞耦合器”和“布拉格光柵輔助耦合器”三種上下話路濾波器特征的統(tǒng)一耦合方程；在此基礎上，深入分析了布拉格光柵寫入位置及耦合區(qū)均勻性對器件性能的影響，研制出一種結構平衡的新型兩布拉格光柵反射型耦合器，很好地解決了傳統(tǒng)方法上、下話路濾波特性無法同時優(yōu)化的局限；首次采用一種慢變絕熱、非對稱熔融預拉伸技術，改進了布拉格光柵輔助耦合器的工藝過程，制作出的光上下話路濾波器不僅完全滿足密集波分復用(DWDM)系統(tǒng)的要求，而

3、且具有更低的插入損耗和更高的性能穩(wěn)定性。 C.在普通折射率調制的基礎上，進一步分析了增益/損耗效應對長周期光柵特性的影響，提出一種新型對下話路信號具有放大作用的單方向、復調制長周期光柵輔助耦合器；優(yōu)化兩平行長周期光柵耦合器的結構，數(shù)值和實驗結果均表明調節(jié)環(huán)境折射率、加強光柵的折射率調制強度可明顯提高上下話路濾波效率，同時不對長周期光柵包層進行處理，對改善濾波光譜特性更加有利，為簡化工藝提供了依據(jù)；建立四層波導模型，首次采用精確的

4、全矢量法對長周期光柵外旋涂有機聚合物薄膜進行了詳細分析，指出與浸入液體不同，聚合物薄膜的材料和旋涂厚度對長周期光柵諧振波長的可調性至關重要，通過優(yōu)化可以實現(xiàn)范圍達120nm的波長調節(jié)。 D.分析了全通型和上下話路型單環(huán)諧振器的幅度和相位時延特性，結果顯示降低諧振腔的尺寸和損耗，加強耦合區(qū)的控制是環(huán)形諧振器設計和制作的主要任務；提出一種分析“串聯(lián)耦合”和“并聯(lián)耦合”兩種多環(huán)級聯(lián)高階諧振器的通用矩陣模型，在此基礎上，優(yōu)化環(huán)間耦合系數(shù)