基于光纖光柵包層模耦合的諧振波長(zhǎng)調(diào)諧靈敏度研究.pdf

1、隨著光網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模日益擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)中交換節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)意義也越來越重要。目前現(xiàn)有的眾多方案，由于在交換速度、容量以及成本方面的不足使其應(yīng)用受到限制。由于光纖光柵的全光纖、插入損耗小以及物理體積小的特點(diǎn)，使之能夠與傳統(tǒng)的光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行良好的互連，因而其應(yīng)用十分廣泛。此外，相對(duì)低廉的價(jià)格，也使其應(yīng)用潛力很大。因此，研究基于光纖光柵的低損耗快速光交換節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 光纖光柵分為短周期的布拉格光柵以及長(zhǎng)周期光纖光柵。兩種光柵都

2、具有在特定波長(zhǎng)上發(fā)生諧振，出現(xiàn)諧振峰損耗的現(xiàn)象。本文結(jié)合兩類光柵的理論模型，從基于包層模耦合的諧振波長(zhǎng)調(diào)諧靈敏度以及諧振峰帶寬兩個(gè)重要參數(shù)入手，嘗試設(shè)計(jì)具有大靈敏度較小帶寬的光纖光柵參數(shù)，同時(shí)，提出了改善光譜的方法。主要的內(nèi)容如下： 1）首先，詳細(xì)分析了非對(duì)稱LPFG的折射率形成過程，進(jìn)一步建立了相應(yīng)的模型，通過腐蝕實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了光束擴(kuò)束過程引入的包層平均折射率變化以及纖芯周期性折射率調(diào)制是該類光柵的主要形成機(jī)理，并利用此模型，解

3、釋了高階包層模耦合中出現(xiàn)的模式分裂現(xiàn)象。此外，通過腐蝕包層的方法還可以提高此類LPFG的諧振深度和減小其3dB帶寬。 2）其次，對(duì)基于環(huán)境折射率傳感的LPFG包層模諧振波長(zhǎng)調(diào)諧靈敏度的機(jī)理進(jìn)行了理論上詳細(xì)的分析。研究表明對(duì)于特定的波長(zhǎng)范圍，在光柵的參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過減少包層的半徑和控制光柵周期大小來選擇不同次數(shù)包層模式參與耦合的強(qiáng)弱，從而達(dá)到提高調(diào)諧靈敏度的目的：同時(shí)，實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)當(dāng)環(huán)境介質(zhì)的折射率與LPFG包層折射率接近時(shí)會(huì)發(fā)