色散补偿光栅切趾强度对光谱特性影响的研究

切趾强度的概念证明了在线性啁啾色散补偿光栅中切趾强度对光谱特性的影响远大于切趾包络函数本身。将其用于典型的色散补偿系统,通过逐步改变切趾强度对比了三种切趾包络函数:余弦、柯西和汉明函数的光谱响应。研究发现,由于切趾强度的影响,所有的切趾包络函数都具有近似的趋势。当切趾强度参数约为0.75时,色散均值与理想色散之间的偏离量最小,群时延影响较小,反射带宽较大,且光栅长度较短。结果表明,最佳色散强度参数为0.75,此时有最好的光谱特性。     

Hamming切趾技术提高体光栅光谱合成功率的研究

体光栅光谱合成技术是获得高功率激光输出的一种有效途径,体光栅衍射旁瓣是影响合成光束数目的主要因素。采用了Hamming切趾技术对体光栅旁瓣进行抑制,建立了Hamming切趾体光栅的折射率分布模型,分析了Hamming切趾体光栅的衍射特性,给出了Hamming切趾体光栅光谱合成效率公式,分析了切趾光栅对光谱合成效率的影响。计算结果表明:体光栅切趾后有效减小了体光栅对相邻合成光束的衍射损耗,切趾后,在20 nm的带宽内,谱合成光束的数目由13束增加为20束,谱合成效率达75.3%,光谱合成功率提高为切趾前的1.5倍。     

啁啾的引入对线性负切趾型布拉格光栅双稳特性的影响

基于耦合模理论，对线性负切趾型布拉格光栅中引入啁啾后其双稳特性的变化进行了研究.结果表明：引入正啁啾有利于改善线性负切趾型布拉格光栅的双稳态性能；通过合理选择正啁啾、线性负切趾型布拉格光栅的长度，可对其双稳态性能进行进一步优化. 关键词： 啁啾 线性负切趾布拉格光栅 双稳     

Sinc切趾布拉格光栅谱合成特性

 谱合成是获得高功率激光输出的有效方法。反射布拉格光栅衍射旁瓣是影响谱合成效率的主要因素。建立了sinc切趾布拉格光栅谱合成理论模型,采用传输矩阵法,分析了光栅参数对切趾光栅衍射特性的影响,以及入射光束光谱宽度和发散角对谱合成效率的影响。计算结果表明：sinc切趾布拉格光栅可有效抑制衍射旁瓣的影响,其一级衍射旁瓣和二级衍射旁瓣的峰值分别由62%和36%下降为0.57%和0.12%。通过优化光栅参数,利用sinc切趾布拉格光栅可实现窄光谱间距、高谱合成效率的多光束谱合成。切趾后,在10 nm的带宽内,参与谱合成光束的数目由7束增加为25束。对于波长为1 064 nm和1 064.4 nm的两束光谱合成,当入射光束光谱宽度小于0.15 nm,且发散角小于0.8 mrad时,谱合成效率达90%以上。     

切趾技术对光纤布拉格光栅法布里-珀罗滤波器反射特性优化的研究

利用矩阵分析法,针对两个相同光栅构成的光纤布拉格光栅法布里-珀罗(F-P)腔滤波器进行理论分析。数值模拟分析了光栅长度变化对光栅以及F-P腔滤波器反射特性的影响,指出光栅长度增加对反射特性影响的优缺点,分析利用常用切趾函数对光栅进行切趾,减小由于光栅长度增加导致反射谱的的旁瓣增大,对组成的F-P腔滤波器的反射特性的优化,得到了光栅切趾对F-P腔滤波器的反射特性的影响规律。对于在实际应用中制作出性能优良的光纤布拉格光栅F-P腔滤波器有一定的参考价值。     

基于保偏光纤取样光栅的宽频带滤波方法

提出一种新型刻录在保偏光纤上的取样布喇格光纤光栅.利用耦合模方程分析了此种光纤光栅的光谱特性,并利用切趾函数对光栅的输出谱进行了优化处理,最终可以实现高品质的宽频带多波长滤波.频带宽度为普通取样布喇格光纤光栅的2倍,经过切趾处理后,此种光纤光栅的边模抑制比也有显著提高.     

线性啁啾莫尔光纤光栅的理论研究

以经典耦合模理论为基础,结合线性啁啾莫尔光纤光栅的结构特性,给出了线性啁啾莫尔光纤光栅的耦合系数和耦合模方程,并用龙格库塔迭代法数值求解耦合模方程.对多种线性啁啾莫尔光纤光栅的光谱特性和时延特性进行了理论模拟.分析结果表明,线性啁啾莫尔光纤光栅的相移特性和切趾特性,使得该类型光栅在波分复用全光网中有着很好的应用前景.     

基于啁啾相移光纤光栅的滤波器设计及应用

相移光纤光栅作为透射型带通滤波器件降低了使用成本和插入损耗.在光通信和传感领域有着较高的应用价值.啁啾相移光纤光栅的透射峰波长和数量由相移点的位置和数量来确定,透射峰特性受相移量的影响.采用分段切趾的方法获得满足光通信要求的滤波特性,利用传输矩阵法分析了切趾前后透射峰特性的变化,结果表明:切趾改善了滤波器的幅度和相位响应,依据滤波器的设计要求选取不同的切趾函数以及切趾比例;切趾还大大减弱了透射峰波长和深度对相移量的敏感度,适当切趾后相移量的影响可以忽略.并提出一种应用双通道啁啾相移光纤光栅滤波器产生脉冲毫米波副载波信号的方案.     

Fourier变换光谱学退卷积技术的理论研究

介绍了Fourier变换光谱退卷积技术的原理,通过数学推导从理论上对退卷积光谱的特性进行了分析,分别讨论了退卷积技术的两个重要参量,即退卷积系数和切趾长度,对复原光谱的线宽和信噪比的影响,从而得到三个结论:1) 退卷积技术的分辨率增强能力在实际中由于受到噪音的限制而不能无限提高.2) 对于光谱中宽度不同的谱线,退卷积将导致它们之间的峰高比失真.3) 在选定退卷积系数和切趾长度以满足谱线形状和宽度的要求后,只有通过选择合适的切趾函数来满足信噪比的要求.研究还发现,退卷积过程相当于一个带通滤波器,其中高通滤波器是退卷积函数,低通滤波器是切趾函数,它们共同决定着退卷积技术的滤波特性.     

傅里叶退卷积光谱噪音特性研究

通过数学推导给出了更为一般的计算傅里叶退卷积FSD（Fourier self-deconvolution）光谱信噪比变化率的公式.研究了在六种不同切趾函数情况下,当退卷积系数由小逐渐增大时,傅里叶退卷积光谱信噪比变化率随切趾长度的变化.研究结果表明,当傅里叶退卷积由欠退卷积过渡到完全退卷积再到过退卷积时,傅里叶退卷积光谱信噪比的衰减迅速加快.     

啁啾长周期光纤光栅的超宽带滤波特性及其切趾优化

基于光纤光栅的模式耦合理论,采用传输矩阵法对啁啾长周期光纤光栅(LPFG)的超宽带滤波特性进行了分析。研究表明当啁啾LPFG的纤芯模同时与同向传输的多个阶次的包层模发生耦合,且与多个不同阶次包层模对应的谐振峰交叠时,其传输谱带宽可扩展到500nm以上,可用做超宽带带阻滤波器。传输谱带宽随模式序数、啁啾系数、光栅长度、周期和折射率调制量的增加单调递增,但随光纤包层半径的增大单调递减。采用高斯折射率切趾技术抑制了传输谱旁瓣,为设计超宽带滤波器提供了新的方法。     

Long-period fiber gratings based on periodic microbends

We demonstrate a new type of high-performance long-period fiber grating based on arc-induced periodic microbends. The fabrication method is simple and does not require special fibers. Flexibility in controlling the filter parameters makes it possible to produce arbitrary filter profiles by use of a simple apodization technique, which is difficult to do with conventional long-period gratings.     

A novel method of optimal apodization selection for chirped fiber Bragg gratings

Apodization is a crucial technology for improving the dispersion performance of fiber Bragg gratings (FBGs). In this paper, we focus on how to select an optimal apodization for chirped fiber Bragg gratings and demonstrate a novel apodization selection method capable of choosing the optimal apodization based on the relationship between the bandwidth change and variation in average group delay ripple (GDR). Compared with current approaches, the novel method can select an optimal apodization profile and parameter for FBGs easily and accurately. Two numerical experiments are used to demonstrate the advantages of this method, one exhibits the different performances of five different apodization profiles, the other evaluates the influence of FBG parameters such as grating length, period, chirp, and index change on the apodization performance.     

变迹啁啾Bragg光纤光栅的矩阵分析

本文用传输矩阵法分析了各种变迹与线性啁啾Bragg光纤光栅的响应特性,构造了各种变迹函数,进行了比较.分析了变迹函数、啁啾系数、折射率变化量以及光栅长度对反射带宽、最大反射率的影响.找到了最佳变迹函数和量佳啁啾系数.特例中的数值分析表明,补偿100km光纤色散带宽为1nm的最佳光栅长度是140mm,最佳啁啾系数为0.048nm/cm.     

级联长周期光纤光栅的光谱特性研究

级联长周期光纤光栅的透射谱具有干涉峰的振幅大、谱型丰富等优点。利用传输矩阵法分析了级联及相移长周期光栅的光谱特性,研究了级联光栅间距、位置和相移对光栅谱的影响,并对级联及相移长周期光栅谱进行了比较。结果表明:两者光谱特性在光栅间距长度与光栅周期之比较小或级联位置靠近光栅两端时具有较强的一致性。对相移长周期光栅而言,当引入多个相移时,两个主阻带间的通带宽度随着引入的相移个数的增多而逐渐变宽。     

Characteristics of Multiply π Phase shifted Long period Fiber Gratings

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　ＴｈｅＬＰＦＧｉｓａｔｙｐｅｏｆｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｇｒａｔｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｃｏｕｐｌｉｎｇｔｈｅｇｕｉｄｅｄｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｍｏｄｅｔｏｔｈｅｆｏｒｗａｒｄｐｒｏｐａｇａｔｉｎｇｃｌａｄｄｉｎｇｍｏｄｅｓ.ＵｎｌｉｋｅｔｈｅＢｒａｇｇｇｒａｔｉｎｇ ,ｔｈｅｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｉｎｄｅｘｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎｏｆＬＰＦＧ’ｓｈａｖｅａｍｕｃｈｇｒｅａｔｅｒｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙｔｈａｎｔｈｅｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｌ…     

Random period arc-induced long-period fiber gratings

We report the fabrication of arc-induced long-period fiber gratings with strong random variations in the period. Long-period fiber gratings with standard deviations in the period from 8.50 to 36.98 μm were fabricated. The spectral position of the resonant bands is determined by the average period value, being similar to that observed in a long-period fiber grating with a fixed period equal to the average period of the random grating. Moreover the notch bands keep the shape characteristics like wideband and depth compared with a long-period grating with a constant period. In addition, their sensitivity to external parameters such as ambient refractive index is not too different with that of fixed period long-period gratings.     

Characteristics of Multiply π Phase-shifted Long-period Fiber Gratings

The transmission spectra of multiply π phase-shifted long-period fiber gratings (LPFG's) are analyzed by a combination of coupled-mode theory and the fundamental matrix method. The theoretical simulation shows that the LPFG' s can act as novel bandpass filters with two dominant passbands when multiple π phase-shifts are introduced at particular locations along the grating.     

高频CO2激光脉冲写入的相移长周期光纤光栅

运用矩阵传输法，并结合长周期光纤光栅的模式耦合理论，阐述了相移长周期光纤光栅传输光谱的形成原理.利用高频CO2激光脉冲制作出相移长周期光纤光栅.该方法仅需用计算机绘制光栅结构图形，再由计算机依照此图形控制CO2激光器对普通光纤曝光，就可自动完成光纤光栅的制作.实际制造出一条相移长周期光纤光栅，在1520~1570 nm和1610~1670 nm波长范围内分别呈现出相移图样，相移波段的通带中心波长分别为1546 nm和1640 nm.对光栅进行温度测试，观测1610~1670 nm范围内相移光谱的变化，发现相移光栅的通带及阻带中心波长具有相同的温度变化系数，其数值为0.064 nm/℃，另外又测试了光栅的应变特性，灵敏度约为－0.51 nm/mε.因此在利用光栅温度特性或应变特性做传感的过程中，可以仅测试通带中心波长的变化，实现低成本多样化的测量手段.