Characteristics of Fused Optical Fiber Grating Couplers with Tapered Shapes

Fused optical fiber grating couplers (FGCs), in which Bragg gratings are written in the coupling regions of fused optical fiber couplers with tapered shapes along them are theoretically and experimentally investigated. By coupled mode analysis considering these tapered shapes, the drop efficiencies of the FGCs, which are inherently zero for the normal fiber couplers without grating, are calculated. The grating offset, which is the difference between the centers of grating and the coupler taper, is found to be effective to increase the drop efficiency of the FGC. It is determined that the tapered shapes influence the wavelength dependence of the drop efficiency and tolerate the grating offset precision. Apodizations for the grating of FGC are found to be effective in suppressing side lobes of the drop efficiency. Measurement of the wavelength characteristics of drop efficiency and the temperature characteristics of drop wavelength of the fabricated fused FGC confirm that the lightwave with specific wavelength can be dropped by the FGC and that the temperature dependence of the drop wavelength is similar to that of Bragg wavelength changes of usual fiber Bragg gratings.     

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。     

An ASE Reduction Filter Using Cascaded Optical Fiber Grating Couplers in EDFA Repeater

A new configuration for an ASE reduction filter in EDFA repeaters for WDM optical transmission systems using optical fiber grating couplers (FGCs) was proposed and first demonstrated. The filtering characteristics of the proposed filter for amplified single wavelength signal and 2-channel WDM signals using EDFA were identified. It was found that the filter was effective to improve SNR in optical domain by reducing ASE noise. The required FGC characteristics for the filter were theoretically predicted under the condition that the total filter loss did not exceed 3 dB. More than 70% of drop efficiency was required in each FGC for the application of the proposed filter to an 8-channel WDM system using EDFA repeaters.     

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。     

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.     

光纤光栅增益平坦化器件的研究

采用幅度掩模和程控扫描曝光技术在经过氢载敏化处理的普通单模光纤上研制出了可用于实现掺铒光纤放大器增益谱平坦化的长周期光纤光栅器件。该器件使掺铒光纤放大器在３０ ｎｍ带宽上的增益谱波动从±３ ｄＢ减小为±０．３ ｄＢ, 器件的附加损耗小于０．３ ｄＢ。     

用统一耦合模理论分析含布拉格光栅的对称光纤耦合器的传输特性

利用由麦克斯韦方程组直接导出的统一耦合模理论分析各类型的含布拉格光栅的对称光纤耦合器的传输特性。与以前发表的分析方法不同,对于含布拉格光栅的耦合区域,统一耦合模型理论同时考虑了布拉格光栅和耦合的耦合作用。模拟结果证明它能精确地模拟和解释各种类型的含布拉格光栅的对称光纤耦合器的有关实验现象。     

基于高双折射光纤布拉格光栅的自动增益控制掺铒光纤放大器

掺铒光纤非均匀展宽引起的空间烧孔现象导致单波长激光并不能完全控制放大器增益,提出了一种新颖的自动增益控制掺铒光纤放大器的结构:即采用高双折射光纤布拉格光栅产生抽运光,其写制光栅的波峰对应的波长分别为1549.3 nm和1549.83 nm,波长间隔为0.53 nm。通过调整偏振控制器,就实现了单激光或双激光的增益控制。这种设计增益控制范围为40 nm(1530~1570 nm),当输入功率在-40~-15 dBm的动态范围内,双激光增益控制的掺铒光纤放大器的平均增益和噪声系数分别约为22.22 dB和8.69 dB,而它们的漂移分别被钳制在0.69 dB和1.51 dB。系统性能测试表明:双激光控制掺饵光纤放大器在稳定性方面比单激光有着明显的优势。     

新型双向光分插复用器结构实验

提出一种基于FBG和光环形器的双向光分插/复用器（BOADM）结构, 并给出两种实验结构. 结果表明, 该器件在通路间隔100 GHz时, 异频串扰量－21.4 dB、同频串扰量－32 dB, 均满足WDM系统传输要求. 该BOADM采用单面EDFA结构, 易于同其他设备连接, 适应性较好, 设备成本低, 同时还具有潜在的自愈保护能力.     

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。     

一种基于斜光栅辅助的非对称耦合器型光分插复用器

提出了一种基于斜光栅辅助的非对称耦合器型光分插复用器。运用复合波导的三维正交模式,对器件的三种可能的结构进行了理论分析,选出粗波导光栅型结构。利用耦合模理论,模拟了斜光栅的耦合特性并对其倾斜角进行优化设计。通过回波峰值设计法,将器件的工作波长放在波分复用信道之内,回波峰值波长放在波分复用信道之外,使得器件的性能大有提高。模拟结果表明器件的串扰可达到-30 dB,回波损耗可达到-25 dB。同时,器件的关键工艺容差较大,易于批量化生产。当斜光栅的倾斜角度在2.5°到4.5°之间时,器件的串扰低于-28 dB,回波损耗低于-22 dB。     

非均匀光纤光栅响应特性的研究

光纤栅在未来光纤通信与光纤传感系统中将关键性作用。本文进行了不同线型光栅迹与喃啾 等波导结构参数下的非均匀光纤光栅响应特性的数值计算,并通过对光栅响应不对称性的研究讨论,提出了光栅响应对称性的两个一般条件。     

Characteristics of a Grating-Folded Optical Directional Coupler

We developed a new optical add/drop multiplexer composed only of a grating-folded directional coupler. We found that in this multiplexer, the power drop becomes maximal when the grating-coupling strength is equal to that of directional coupling. At this maximum power, both power transfer between the waveguides and power reflection take place simultaneously at the grating. The power drop approaches 1 when the grating length increases.     

Characteristics of a Grating-Folded Optical Directional Coupler

We developed a new optical add/drop multiplexer composed only of a grating-folded directional coupler. We found that in this multiplexer, the power drop becomes maximal when the grating-coupling strength is equal to that of directional coupling. At this maximum power, both power transfer between the waveguides and power reflection take place simultaneously at the grating. The power drop approaches 1 when the grating length increases.     

应用光纤光栅的马赫—陈德尔型波分复用器特性的理论分析

利用光振幅传输矩阵对光纤光栅马赫－－陈德尔型波分复用器的特尾进行了理论研究，分析了结构参数对器件性能的影响，给出了其最佳的结构参数。     

短腔Er/Yb光纤光栅激光器

报道采用光敏Ｅｒ／Ｙｂ 光纤制作短腔Ｅｒ／Ｙｂ 光纤光栅激光器的实验结果。激光谐振腔由一对直接写在３０ ｍ ｍ 长的Ｅｒ／Ｙｂ 光纤上、长度分别为６ ｍ ｍ 及１０ ｍ ｍ 、反射率分别为９０％ 及９８．６％ 、３ ｄＢ带宽分别为０．２８ ｎｍ 及０．２６ ｎｍ 的光纤布拉格光栅组成, 激光器的泵浦阈值为８ｍ Ｗ, 斜效率约１４％ , 输出光的信噪比为６１ ｄＢ, 偏振模抑制比为３０ ｄＢ。     

120 nm Bandwidth Erbium-doped Fiber Amplifier

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ａｎｏｎｇｏｉｎｇｃｈａｌｌｅｎｇｅｉｎｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｉｓｔｏｍａｘｉｍｉｓｅｔｈｅｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｏｆａｓｉｎｇｌｅｆｉｂｅｒ.ＴｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｃｈａｎｎｅｌｓｔｈｒｏｕｇｈＤｅｎｓｅＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ(ＤＷＤＭ )ｓｙｓｔｅｍｓｈａｓｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｉｓｃａｐａｃｉｔｙ ,ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｓｔｅａｄｙ…     

用两级方向耦合器组成的光纤反射器

提出了用级联方向耦合器组成光纤反射器的设想，给出了其基本结构形式，推导了各种结构的光场量和强度的反射和传输系数，并对其特性进行了分析和比较。     

用超磁致伸缩调谐光纤光栅的光分/插复用器

提出并研究了一种新型多信道切换的全光分/插复用器,它主要由光纤Bragg光栅(FBG)和一对光环行器组成.采用了一种高效的超磁致伸缩材料(GMM)使FBG产生有效的Bragg波长偏移.用控制电流来调控FBG的应变和Bragg波长偏移.用4只相同的FBG与波长叠加技术相结合,可建立能提供15种不同下路信道方式的OADM.     

基于光纤环形激光器和光放大的100 km光纤布拉格光栅传感系统

在基于掺铒光纤-拉曼混合放大的可调光纤环形激光器的光纤布拉格光栅(FBG)传感系统结构基础上,提出了延长传感距离的新方法。该方法以环形掺铒光纤激光器作为光源,采用双波长拉曼放大的方法对信号进行低噪声的双向放大,系统中间的两段掺铒光纤再利用剩余的抽运功率产生自发辐射光和放大传感信号,使得整个系统能够在超长的传感距离上获得很高的信噪比。实验表明使用一只40 mW的掺铒光纤放大(EDFA)抽运源、一只170 mW的拉曼抽运源和一只2 W的拉曼抽运源,可以使整个系统的传感距离达到100km,并且传感系统的光纤布拉格光栅反射信号均能获得超过57 dB的优良信噪比,从而实现在超长距离上的光纤布拉格光栅传感。