基于虛像相位陣列的光濾波器的研究.pdf

1、虛像相位陣列(VIPA:virtually-imaged phased array)是一種具有大角度色散的光學(xué)器件，利用其大角色散的特性，可以用來(lái)制作高分辨率濾波器和色散補(bǔ)償器。此外，在偏振色散、波分解復(fù)用、脈沖整形等領(lǐng)域也有研究。但是由于它對(duì)入射光束要求較高、多級(jí)的衍射和損耗較大等問(wèn)題應(yīng)用并不是非常廣泛。虛像相位陣列和衍射光柵結(jié)合實(shí)現(xiàn)二維成像是光譜處理領(lǐng)域的一項(xiàng)重大進(jìn)步，在研制高分辨率和高信噪比的光學(xué)濾波器、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的二維光譜處理以及

2、光譜成像等研究領(lǐng)域都有應(yīng)用。
　　本文以VIPA的基本工作原理為切入點(diǎn)，詳細(xì)闡述了VIPA的近軸波導(dǎo)色散定律，對(duì)出射光束進(jìn)行了出射角-波長(zhǎng)二維映射關(guān)系的仿真，并對(duì)比平面波導(dǎo)色散定律對(duì)器件的各項(xiàng)性能參數(shù)進(jìn)行了仿真分析;同時(shí)，全面而系統(tǒng)地研究了VIPA在DWDM領(lǐng)域的應(yīng)用，并使用近似仿真探討了8信道超高密度波分解復(fù)用系統(tǒng)中空間啁啾效應(yīng)對(duì)峰值波長(zhǎng)偏移和譜線寬度的影響，這里的近似仿真模型采用掩膜遮擋的方法來(lái)模擬光纖陣列。另外，本文通過(guò)空間

3、遮擋的方法構(gòu)建DWDM系統(tǒng)的仿真模型，結(jié)合實(shí)際光纖尺寸進(jìn)行了仿真和參數(shù)優(yōu)化分析，并對(duì)比分析了入射角度對(duì)譜線性能的影響。這種采用空間遮擋方法來(lái)研制帶寬可調(diào)的光濾波器與DWDM系統(tǒng)相似，不同之處在于這里濾出的波形是在二維輸出的結(jié)果上面取一個(gè)小孔或者窄縫得到。輸出光束可以不經(jīng)任何處理直接使用一根光纖接收，得到一個(gè)窄帶的光濾波器;也可以通過(guò)一個(gè)小孔或者窄縫后來(lái)收集光束，通過(guò)調(diào)整小孔或者窄縫的尺寸來(lái)調(diào)節(jié)濾波器的帶寬。
　　由于時(shí)間和實(shí)驗(yàn)條件