FBG啁啾調諧及晶體包層光纖光柵光譜特性研究.pdf

1、啁啾光纖光柵具有反射帶寬寬、群時延漸變、體積小、插入損耗低、與光纖系統(tǒng)兼容等優(yōu)點，這使啁啾光纖光柵在光纖通信及傳感等領域有著獨特的應用價值。然而，用制作光柵常用的相位掩模法獲得的啁啾光纖光柵成本較高，而且，一旦光柵制作成功很難按需要對光柵再進行調諧，這些都限制了啁啾光纖光柵的設計和應用。因此，尋找一種成本低廉且光柵可根據(jù)需要調諧的啁啾光纖光柵制作方法一直以來是國內外學者關注的熱點。
　　各向異性材料光纖與普通二氧化硅光纖比較具有獨

2、特的光學特性尤其光學非線性特性。與普通各向同性材料光纖光柵相比，各向異性材料光纖光柵具有更大的零色散點調節(jié)范圍和更高的反射率，且對光纖光柵的線性和非線性特性影響更為顯著。因此，對各向異性材料光纖光柵光學特性的深入分析顯得尤為重要。
　　本論文結合導師科研項目—山東省自然基金項目：光纖光柵非線性及其應用研究,項目號: ZR2009AM017，以布拉格光纖光柵為研究對象，對FBG啁啾調諧方法和單軸晶體包層FBG的光譜特性進行了研究，并

3、開發(fā)了單軸晶體包層FBG光譜特性模擬軟件。主要內容包括：
　　1、提出了一種FBG啁啾調諧方法。利用有限元法對光纖光柵啁啾調諧裝置進行了模擬分析，并進行了實驗研究，獲得了一種光纖光柵的啁啾調諧裝置和方法。調諧過程中光柵中心波長沒有明顯變化，最大帶寬展寬量達到0.8nm，通過引入修正因子η=0.315，理論分析與實驗結果吻合很好。
　　2、對單軸晶體包層光纖Bragg光柵反射譜特性的模擬。推導了包層為單軸晶體的光纖理想正規(guī)模特

4、征方程，應用中值定理，結合Matlab的數(shù)值求解，提出了這一超越方程的一種求解算法，并在此基礎上，對包層為單軸晶體材料的光纖Bragg光柵的反射譜與包層折射率關系進行了模擬分析。
　　3、開發(fā)了單軸晶體包層FBG光譜特性模擬軟件。在精確理論模型的基礎上，模擬計算包層為單軸晶體材料的Bragg光纖光柵反射譜，分析光纖光柵的特性。該軟件對各向同性包層FBG和單軸晶體包層FBG均適用。
　　4、利用軟件分析單軸晶體包層光纖光柵的光

5、譜特性。結果表明kcl對γ-λ曲線有很強的影響，不同的kcl值的反射波中心波長發(fā)生了明顯的偏移，偏移量與kcl的取值有關，波形形狀與kcl=1時完全一樣。Kcl＜1和kcl＞1時對反射譜曲線的影響有很明顯的不同，當kcl＞1時，相對于kcl=1時的光柵譜中心波長發(fā)生藍移；當kcl＜1時，相對于kcl=1時的光柵譜中心波長發(fā)生紅移，且kcl=1曲線的反射率最大值低于其它kcl曲線的最大反射率值。當kcl在1.0附近取值時，光柵反射率變化很