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文章编号:1005-9490(2000)02-90-93线性啁啾对布拉格光纤光栅反射谱的影响①何瑾琳,孙小菡,张明德,丁东(东南大学电子工程系,南京,210096) 摘要:以耦合模理论为基础,采用分段均匀和传输矩阵法,得到分析啁啾非均匀光纤光栅光谱特性的教学物理模型,讨论了啁啾系数对高斯型切趾光栅和相移光栅滤波特性的影响。
关键词:光纤光栅,滤波,啁啾中图分类法:TN 25 文献标识码:A1 引 言 1987年O uellette [1]首次提出用带啁啾的光纤光栅对长距离光通信系统进行色散补偿,并在理论上预计其性能将十分优越。
此后,随着光栅制作工艺的发展,包括非相似波前干涉法、锥形法、温度梯度法等在内的各种啁啾光纤光栅制备方法[2]应运而生,促进了啁啾光纤光栅在色散补偿和脉冲压缩领域的广泛应用,研究重点一般也放在对色散谱的优化设计上。
但啁啾的加入同时也影响了光栅的反射谱,因此在设计光纤光栅滤波器时,啁啾也是一个重。
本文从啁啾布拉格光纤光栅滤波应用的角度出发,以耦合模理论为基础,采用分段均匀和传输矩阵法,得到分析啁啾非均匀光纤光栅光谱特性的数学物理模型,讨论了啁啾系数对高斯型切趾光栅和相移光栅滤波特性的影响。
2 理论分析光敏光纤置于光强随空间变化的紫外光曝照中,将引起纤芯折射率的微扰∃n (x ,y ,z ),该微扰在光纤截面上是均匀的,沿光纤轴向(z 向)为正弦变化的量。
包层中折射率改变量为零。
因此可将其表示为:∃n (x ,y ,z )=∃n (z )=∆n -co (z )1+v co s 2Πz +Υ(z ) r ≤a 0 r >a (1)其中:∆n -co (z )是芯层中折射率的平均变化量,v 是折射率的调制指数,+为光栅周期,Υ(z )是折射率变化的相位,通常用来描述光栅的啁啾量。
线性啁啾光栅相移Υ的一阶导数是z 的线性函数,如下式表示:d Υd z =2C z L 2(2)第23卷第2期2000年6月 电 子 器 件Jou rnal of E lectron D evices V o l .23,N o.2June .2000①来稿日期:1999-11-20式中:C 为光栅的啁啾系数。
啁啾光栅的色散补偿原理光栅的色散补偿原理是指利用光栅的分散特性对色散进行修正，以提高光学系统的色彩表现力和成像质量。
色散是光学系统中一个不可避免的现象，它会使得不同波长的光线经过透镜或反射的物体后，发生不同程度的偏折和聚焦，导致成像位置和色彩失真。
色散的修正对于光学仪器和成像设备的设计和应用至关重要。
在光栅色散补偿原理中，光栅是一种具有周期性微结构的光学元件，它能够将不同波长的光线分散成不同的角度，从而实现色散的操作。
光栅的色散补偿原理主要包括两种形式：一是利用光栅的色散效应对波长进行分离，然后通过适当的调节和对准，使得不同波长的光线在成像平面上重合；二是通过设计和制造特定的光栅结构，使得色散曲线与透镜或反射物体的色散曲线相互抵消，从而实现色散的补偿。
光栅的色散补偿原理是基于其特殊的分散结构和物理特性来实现的。
对于光栅的色散效应，它是通过光波在光栅表面发生衍射和干涉而实现的。
当光波照射到光栅表面时，栅槽中的周期性结构会使得不同波长的光线产生不同的衍射角度和干涉效应，从而实现波长的分散。
而针对色散曲线的补偿，在光栅的设计和制造过程中，可以通过优化栅槽的结构和布局，来使得光栅的色散曲线与透镜或反射物体的色散曲线相互抵消，从而实现色散的补偿。
光栅的色散补偿原理在实际应用中具有广泛的意义和价值。
首先，它可以有效地提高光学系统的成像质量和分辨率，减小色散引起的成像偏差和色彩分离，从而提高图像的清晰度和真实度。
其次，它可以优化光学仪器和成像设备的设计和制造工艺，提高产品的性能和竞争力。
最后，它可以拓展光学系统的应用领域，使得光学技术在航天、天文、生物医学、通信等多个领域都得到进一步的发展和应用。
总而言之，光栅的色散补偿原理是一种重要的光学修正技术，它通过光栅的分散特性对色散进行修正，提高光学系统的色彩表现力和成像质量。
这一原理不仅对光学系统的设计和制造具有重要意义，而且对于光学技术的推广和应用也有着重要的意义。
