光网络中光纤光栅构成的波长分插复用器理论及进展

本从光网络角度详细叙述、分析了各种光纤光栅构成的波长分插复用器技术的发展及理论,并指出了不同种类分插复用器各自适用的范围,表明了光纤光栅构成的波长分插复用器在光网络中的重要性。     

一种新颖的由分插复用器构成的双向WDM网络

提出了一种新颖的双向波分复用网络结构,由多个分插复用器通过单模光纤连接而成。其中,分插复用器是基于声光效应和光纤布拉格光栅的反射特性制成的。由理论分析和实验得到的结果表明,该器件可实现一定数量信道的光信号的双向分插复用。这种双向波分复用光网络可按要求进行设计,使具有某种特征波长的光信号在设定位置的分插复用器中实现分插复用,使其按所设计的光路在波分复用网络中传输。     

三种结构的光分插复用器特性比对研究

 针对电交换路由成为全光网通信和密集波分复用等高速信息传递网的电子瓶颈的现状,开展对全光光分插复用器的理论和实验研究。介绍了基于Mach-Zehnder干涉仪和FBG结构、基于FBG和光环行器结构以及一体化光纤光栅耦合器结构的光分插复用器的工作原理,实际构建了3种结构的光分插复用器,并分别搭建测试系统进行了单波长光信号上/下行实验研究,对比了这3种光分插复用器结构的性能和优缺点,为全光光分插复用器的设计制作提供了参考。     

莫阿光纤光栅的光谱特性及其在光分插复用器中的应用

从耦合模理论出发，结合莫阿光纤光栅的结构特性，运用分段均匀和传输矩阵法对幕阿光纤光栅的光谱特性进行了理论分析和数值计算；详细研究了线性啁啾莫阿光纤光栅的滤波特性，在此基础上，提出了一种新型的基于线性啁啾莫阿光纤光栅的光分插复用器的结构设计方案。     

基于光纤光栅的波长可调谐光分插复用器

本文报道了一种基于光纤光栅的波长可调谐光分插复用器.可连续线性调谐5.3nm来选择不同的信道进行上下载信息.用宽带光源对该器件的性能进行了测试;用该器件在4波长全光纤激光器作信号源的光纤通信传输实验系统中做了解复用实验.实验表明该器件能很好地下载光信号,相邻信道隔离度达到29dB,具有一定的应用价值.     

相移长周期光纤光栅的光谱特性及其在光分插复用器中的应用

从耦合模理论出发,动用传输矩阵法对相移长周期光纤光栅（ＬＰＧ）的传输光谱进行了数值计算,着重分析了相移个数、切趾函数的发言为对光机特性的影响,在分析及联长周期光纤光栅传输特性的基础上,提出了一种新型的基于相移长周期光纤光栅的光分插复用器的结构设计方案。     

可重构光分插复用器的设计与实现

研究了基于光纤光栅光开关的可重构光分插复用器（ROADM）的设计和实现.提出了一种光纤光栅准直器的结构,由光纤光栅准直器组成的光纤光栅光开关真正实现了光纤光栅与光开关合二为一的结构.以光纤光栅光开关为核心模块,制作了一种ROADM,该器件结构更紧凑,体积更小.通过对样机的测试和系统仿真,结果证明了此种结构的ROADM符合设计标准,具有较高的性能,而且结构简单,操作方便.此外,该ROADM制作过程难度小,器件成本低,适合批量生产.     

光纤光栅和环形器组成的光分插复用器同频串扰特性研究

对三种不同结构的光纤光栅和环形器组成的光分插复用器的同频串扰进行了实验研究。实验表明，与常规的I型结构光分插复用器相比，Ⅱ型和Ⅲ型结构中由上载端泄漏到下载端的同频串扰分别减少了24．4dB和39．3dB，由下载端泄漏到上载端的同频串扰分别减少了23．6dB和24．6dB。     

可编程控制的全光磁调谐多路上／下载复用器

研制了一种新型的用于WDM全光网的全光型上/下载复用器，由一对相同的光纤环行器、串接其间的可调谐光纤Bragg光源、WDM复用器和解复用器构成。其中光纤Bragg光栅是用紫外光直写方式在普通单模光纤上制成。讨论了该利用器的工作原理、结构设计、性能和特点。利用磁极间磁场力使光纤光栅产生显著的波长偏移。用可编程磁 极调控光栅的波第偏移。其信道波长调谐速度快，装置无需外加能源即可保持信道波长的偏移。给出了其性能测试结果。信道波长间隔0.8nm，上/下载信道插入损耗1.5dB，通过信道插入损耗2.0dB，上/下端口隔离度30dB，串扰小于-30dB，可调谐信道波长范围6.0nm。其特点是结构简单，可靠。可实现信道波长再利用，从而提高网络的灵活性。     

大调谐范围的等强度梁光纤光栅波长调节器

利用等强度梁原理,实现了光栅中心波长双向无啁啾调谐,调谐量可达12.52nm,实验结果与理论分析一致,装置构形简单,成本低,易于定标和操作,在已在自制的可调谐激光器,传感网络中的寻址器以及分插复用器中获得诸多应用。     

采用WDM技术的光纤Bragg光栅传感网络

采用绝对测量原理的波长调制技术,光纤Bragg光栅可组成并行、串行和阵列WDM拓扑结构.分析表明,光纤Bragg光栅网络的工作原理类似于一个多宽带平面镜.利用光谱仪可测量上述光纤Bragg光栅网络的反射谱,其中,光源是宽带为～40nm的掺饵光纤放大器.当网络中的光纤Bragg光栅受扰动后,受扰光栅的反射谱发生相应的变化,即Bragg波长发生相应的偏移.结果表明,当事先确定了光纤光栅的波长调制范围,反射的峰值波长能反应光纤光栅传感网络的信息.值得注意的是～3nm的波长调制范围可满足～100℃和～2000με的参量测量.     

基于混合导光型光子晶体光纤的波分解复用器研究

设计了一种基于混合导光型光子晶体光纤的波分解复用器,该波分解复用器同时具有折射率导光型光子晶体光纤和带隙导光型光子晶体光纤的特点,可用于稀疏型波分复用系统中.设计的稀疏型波分解复用器由一段三芯光子晶体光纤组成,通过填充不同折射率的材料.形成了混合导光型光子晶体光纤.根据耦合模原理,在临近的波导中,当传播常数相等时,模式之间发生强烈耦合.能量在波导之间交替.由于填充的材料折射率不同,使得光功率在两个小同的波长上发生耦合,构成了两个不同响应波长的光滤波器.通过选择合适的光纤长度,使得在光纤的输出端,不同波长的光从不同的波导输出,实现波分解复用的功能.采用全矢量有限元法分析了光纤传输特性,计算了不同波长光的耦合长度.采用光束传播法仿真发现,长度为4.3 mm的光纤能实现波长为1.31μm和1.55μm光的解复用.     

基于光纤光栅的光子器件及其在波分复用系统中的应用

本文报道了光纤光栅外腔激光器、光纤光栅解复用器、光纤光栅滤波器、解复用滤波器和分/插复用器(OADM)等在全光通信网中有应用潜力的新型光子学器件的实验结果,并演示了这些器件的功能和基于这些器件的4路符合ITU波长标准,间隔约为1.6nm,速率为4×155Mbit/s的密集波分复用传输。     

基于SOA和级联取样光纤光栅的多波长激光器

研究了基于半导体光放大器(SOA)和双段级联取样光纤光栅构成的新型结构多波长激光器.设 计了取样光纤光栅，计算了其反射谱，模拟了多波长激光器的输出光谱.基于自行制作的SOA 和取样光纤光栅，进行了多波长激光器的实验研究，得到了间隔为0.8nm、输出功率不平坦 度小于1.0dB的11个波长输出.理论和实验两个方面都可以验证：与基于普通取样光栅的多波 长方案相比，基于双段级联取样光栅的方案能改善输出谱平坦度，并可提高可激射波长数. 关键词： 半导体光放大器 取样光纤光栅 多波长激光器     

基于色散补偿光纤的高速光纤光栅解调方法

本文提出并论证了一种光纤光栅高速解调的新方法, 利用色散补偿光纤的色散效应, 将光纤光栅的波长漂移信息转换成时域信息. 采用脉冲激光器作为光源, 仅需一个光脉冲可获取单根光纤上所有光纤光栅的反射光脉冲, 再根据各个光栅反射回光脉冲的延时变化即可实现波长的解调. 本方法可用于准分布光纤光栅传感网络解调, 系统采用全光纤结构, 无需波长扫描, 大大提高了解调速度. 本文搭建了测试系统进行实验验证, 对3个光纤光栅组成的准分布式传感网络进行了解调, 实验结果表明, 解调出的光纤光栅布喇格波长线性度好, 解调速度最高可达1 MHz, 采样数据取10次平均后解调线性度可达0.9969, 解调误差约为27.8 pm.     

基于混沌光纤激光的准分布式布拉格传感网络

提出了一种基于混沌光纤激光器的准分布式布拉格光纤光栅传感系统,将波长可调谐的混沌光纤激光器作为传感光源,全同弱反射布拉格光纤光栅作为传感元件。利用混沌光源具有delta函数的自相关特性,将混沌源的参考光信号与从全同弱反射布拉格光纤光栅反射的光信号经光电探测器进行光电转换,结合相关法对参考光和反射光进行相关运算,根据相关峰的位置对传感器位置进行精确定位。利用混沌激光的可调谐性实现因应力作用而发生变化的全同弱反射光纤光栅的中心波长的解调,从而实现准分布式的传感网络。实验结果表明利用混沌激光可在单路光纤上复用全同弱反射光纤光栅实现传感,并有望实现密集型全同弱反射光纤光栅传感网络。     

低热应力热稳定曲线型阵列波导光栅复用器

相对方形阵列波导光栅波分复用器芯片而言,采用曲线切割的复用器芯片可以成倍地增加单个晶圆上的复用器产出率,但是曲线切割复用器的中心波长更加容易受到热应力的影响,该热应力是由于封装盒与耦合到复用器芯片上的带状光纤之间的线膨胀系数差异所引起的.本文实验分析了封装热应力对复用器中心波长的影响,结果表明,封装热应力与复用器中心波...     

基于薄膜滤光片的新型可重构光分插复用器

研制了一种基于窄带薄膜滤光片的可重构的光分插复用器(ROADM).它由三个单芯光纤准直器、一对三端口光环形器、一对全反射镜和一片特别设计的角度调谐窄带多腔薄膜滤光片组成.通过步进电机的推动调制角度调谐滤光片的倾斜入射角度,从而实现了可选择波长上下路.对该可重构的光分插复用器进行了实验研究,并对该器件的串扰特性进行了详细的分析与计算.实验中得到的上下路信道隔离度大于34 dB,可调谐范围大于26nm,与理论计算结构相符.该种新型的ROADM具有结构简单、可调谐范围大、隔离度高、低偏振相关损耗、成本低等特点,可广泛应用于各种密集波分复用(DWDM)光网络.     

低热应力热稳定曲线型阵列波导光栅复用器

相对方形阵列波导光栅波分复用器芯片而言,采用曲线切割的复用器芯片可以成倍地增加单个晶圆上的复用器产出率,但是曲线切割复用器的中心波长更加容易受到热应力的影响,该热应力是由于封装盒与耦合到复用器芯片上的带状光纤之间的线膨胀系数差异所引起的.本文实验分析了封装热应力对复用器中心波长的影响,结果表明,封装热应力与复用器中心波长之间的变化成线性关系.即使采用比较软的硅橡胶将复用器上的带状光纤固定到封装盒上,对于热稳定封装的曲线复用器而言,当环境温度在-20~65℃之间变化时,其中心波长也会有46 pm的变化.通过在热稳定复用器封装用的加热片上贴一片高硼硅玻璃,同时将带状光纤用硅橡胶固定到高硼硅玻璃上的方法,既保证了带状光纤相对封装盒固定,又减小了它们之间线膨胀系数不一致导致的热应力.实验结果表明,在-20到65 ℃温度范围内,这种复用器模块的中心波长高低温变化典型值小于5 pm,而且光纤所受的应力典型值小于0.029 MPa.     

掺铒光纤动态光栅与光纤Bragg光栅Fabry-Perot腔特性研究

提出的一种由掺铒光纤动态光栅和光纤Bragg光栅构成的Fabry-Perot腔。通过建立二能级掺铒光纤动态光栅模型,根据半经典相互作用理论和传输矩阵理论,计算出掺铒光纤动态光栅以及该Fabry-Perot腔的透过率和反射率,并分析动态光栅中相干探测场拉比频率、掺铒光纤长度、光纤Bragg光栅的折射率调制深度以及FabryPerot腔的腔长等参数改变时对动态光栅和Fabry-Perot腔反射谱的影响。该Fabry-Perot腔的一个重要性质是其输出光谱可以通过调节探测场的拉比频率、探测场波长等参数进行动态调制。相比于由两个光纤Bragg光栅构成的Fabry-Perot腔,参数可调的系统比参数固定的系统更加灵活,并且能够克服Fabry-Perot腔两端的光纤Bragg光栅不对称的缺点(如不同的Bragg波长、折射率调制深度等),更有利于Fabry-Perot腔的模式选择。该光纤Fabry-Perot腔可以应用于光纤通信的光信号处理或光纤传感领域。