基于啁啾光纤光栅的波长可调谐带通滤波器

Ａｂｓ ｒ ｃ ： Ｉ ｒ ｅ ｏ ｏ ｔ ｉ ｈｅ ｐｏ ｓｂ ｅ ｗｉ ｅ ｓｇ ａ ａ ｄ ｄ ｈ ａ ｏ ｔｎ ｏ ｓ ｔ ｎａ ｌ ｉ ｅ ｄ ｌ ｙ ｔ ａ ｔ ｎ ｏ ｄ ｒ ｔ ｂ ａ ｎ ｔ ｓ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｌｂ ｎ ｗｉ ｔ ｎｄ ｃ ｎ ｉ ｕ ｕ ｕｌ ｙ ａ ｎ ｗ ｉ ｅｄ ｌ ｙ ｌ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｒ ｄ ｆ ｅ ｒ ｔｎｇ ａ ｄ ａ ｍ ｕ ｔ — ｖ ｌ ｎ ｔ ａ ｅ ｅ ｉ ｎ ｄ． ｎ ｑ ａ ｉ ， ｅ ｔｍ ｅ ａ ｎ ａ ｅ ｎ ａ ｃ ｉｐｅ ｂ ｒｇ ａ ｉ ｎ ｌｉｗａ ｅ ｅ ｇ ｈ ｌ ｒｉ ｄ ｓｇ ｅ ｔ ｉ ｉ ｓ ｓ
Ｂｙ ｔ ｎ ｎ ｈ ｈ ｒ ｅ ｂ ｒｇ ａ ｉｇ ｉ ｅ ｅ ｔｔｍ ｅｄ ｌｙ ｉ ｅ ｕ ｌ ｙ ｆｏ ３ ．０ ｓｔ ５６ ｐ ｒ ｃ ｅ ｅ ｕ ｉ ｇｔ ｅｃ ｉｐ ｄ ｆ ｅ ｒ ｔｎ ，ｄｆ ｒ ｎ ｉ ｅａ ｎ ｑ ａｉ ｒ ｍ ３ ６ ｐ ｏ ４ ．８ ｓａ ｅａ ｈｉｖ ｄ． ｉ ｔ
范围 内波 束指 向角从 ４ ． 。 ９． 。的连 续控 制。 ７２到 ００ ３ ０ 关键 词：啁啾 光纤光栅 ；延迟 线 ；调 制 ’
中图分 类号 ： Ｔ ０ 文献 标识码 ： Ａ ２２
Ｃｈｉ ｐｅ ｂｅ ｒ ｔ ｎｇ Ｔ ｉ ｅ Ｄ ｅ ａ ｃ ｒ ｄ Ｆｉ ｒ Ｇ ａ ｉ ｍ ｌ ｙ Ｔｅ ｈｎｉ ｑｕｅ
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文 章 编 号 ： １７—７５２０ ）６ ０ １ ４ ６２８８ （０７０— １— ０ ０
用 于 相 控 阵 雷 达 的啁 啾 光 纤 光 栅 延 迟 技 术
任 国荣 ，周 晓军 ，周 建 华
（ 电子 科 技 大 学 光 电信 息学 院 ，四川 成 都 ６０５） １０ ４

啁啾光栅波长范围啁啾光栅是一种常见的光栅类型，它的波长范围广泛，可以应用于许多领域。

本文将介绍啁啾光栅的波长范围及其在不同领域中的应用。

啁啾光栅是一种具有周期性折射率分布的光学元件。

它通过在光束经过的介质中引入周期性的折射率变化来实现光的衍射。

啁啾光栅的波长范围取决于其周期和折射率变化的幅度。

通常情况下，啁啾光栅的波长范围可从红外到紫外光谱区域。

啁啾光栅在激光技术中有着广泛的应用。

激光器的频谱宽度决定了其在不同领域中的应用范围。

啁啾光栅可以用于调制激光器的频谱，实现频率选择性放大或滤波。

在光通信领域中，啁啾光栅可以用于光纤光栅耦合器和光纤光栅滤波器的制备。

此外，啁啾光栅还可以用于光纤传感器的制备，实现对光强、温度、压力等物理量的测量。

除了激光技术外，啁啾光栅在光学成像领域也有着重要的应用。

啁啾光栅可以用于光学显微镜和光谱仪的设计。

在显微镜中，啁啾光栅可以用于实现超分辨率成像，提高显微镜的分辨率。

在光谱仪中，啁啾光栅可以用于分光器和光谱分析仪的制备，实现对不同波长光的分离和测量。

啁啾光栅还可以应用于光学存储器中。

光学存储器是一种利用光的相干性和波长选择性实现信息存储和读取的设备。

啁啾光栅可以用于光学存储器的读取头和写入头的设计，实现高速、高密度的数据存储和读取。

在光子学领域，啁啾光栅也有着重要的应用。

啁啾光栅可以用于光学集成器件的制备，实现光的多路复用和分路器的功能。

在光子晶体领域，啁啾光栅可以用于光子晶体的设计和制备，实现对光的调控和控制。

啁啾光栅是一种波长范围广泛的光栅类型，可以应用于激光技术、光学成像、光学存储器和光子学等领域。

它的应用范围广泛，对于推动光学技术的发展和进步起着重要的作用。

随着科学技术的不断进步，相信啁啾光栅的波长范围和应用领域还会得到进一步拓展和扩大。

基于啁啾光纤光栅色散补偿问题的思考于俊婷;何宏业【摘要】色散已成为光纤长距离、高速率通信中的巨大障碍.鉴于色散补偿光纤插入损耗大、易引入非线性效应等缺点,文章采用啁啾光纤光栅对系统进行色散补偿,克服了以上不足.通过分析啁啾光纤光栅色散补偿的原理,结合理论分析,提出在多通道波分复用系统中使用啁啾光纤光栅,以实现长距离无中继传输.【期刊名称】《光通信研究》【年(卷),期】2009(000)002【总页数】3页(P14-15,31)【关键词】啁啾光纤光栅;色散补偿;色散【作者】于俊婷;何宏业【作者单位】西安通信学院,陕西,西安,710106;解放军外国语学院,河南,洛阳,471003【正文语种】中文【中图分类】TN818随着光纤通信的发展，网络容量不断扩大，光纤色散成为影响光纤通信向长距离、高速率发展的主要因素。

光纤放大器的应用使长距离传输成为可能。

然而随着传输距离的不断增大，色散在线路中不断积累，导致脉冲展宽，从而引起码间干扰，影响系统的传输性能。

为了解决色散问题，人们提出了许多方案，例如采用色散补偿光纤（DCF）、采用啁啾光纤光栅补偿等。

DCF虽然带宽不受限制，温度稳定性较好，但其非线性系数和插入损耗大，成本较高；相比之下，啁啾光纤光栅是一种无源光器件，具有体积小、插入损耗低、与光纤兼容性好、波长选择性好、不受非线性影响等特点，在光纤色散补偿方面备受关注。

1 啁啾光纤光栅补偿原理利用啁啾光纤光栅进行色散补偿是一种很有潜力的方法。

它的主要优点是：可单通道或多通道工作，非线性低，损耗低，封装紧凑。

光纤光栅用于色散补偿的工作原理如图1所示。

图1 啁啾光纤光栅色散补偿原理在啁啾光纤光栅中，谐振波是位置的函数，不同波长的入射光在啁啾光纤光栅的不同位置上反射，并具有不同的时延。

短波长分量经受的时延长，长波长分量经受的时延短，光栅所引入的时延与光纤中传输时造成的时延正好相反，二者引入的时延差相互抵消，使脉冲宽度得以恢复。

蔡 能宏 ， 闰连 山 ， 陈娟 子 ， 曾德 兵
（ 西南 交 通 大 学 信 息 光 子 与 通பைடு நூலகம்信 研 究 中 心 ， 四川 成 都 ６ １ ０ ０ ３ １ ）
摘要 ： 设计 出一种基 于可调谐 Ｆ—Ｐ滤波器的光纤布拉格光栅（ Ｆ ｉ ｂ ｅ ｒ Ｂ ｒ ａ ｇ ｇ Ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ， Ｆ Ｂ Ｇ ） 传感解调数据 采集与处理 系 统 。为了尽 可能提 高光纤光栅传感器的精度 ， 分别采用质 心法 、 三 次样 条插值法 、 最小二乘 法、 高斯 多项式拟合 法等对数 据 采集 系统 获取 的原始信号数据进行光纤光栅 波长寻峰 算法研 究 ， 并分 别将 拟合 结果 与光谱仪测量波 长数 据进行 比较。 结果表 明， 高斯 多项式拟合 法精度和稳定性较好 ， 且 能满足 实时性要求 。 关键词 ： 布拉格光纤光栅 ； Ｆ—Ｐ滤波器 ； 解调 ； 寻峰 算法 中图分 类号 ： Ｔ Ｐ ２ １ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ２—１ ８ ４ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４— ０ １ ０ ０— ０ ３
用， 主要用于对温度 、 应变 、 应力 等多种物理量 的精密测量 。其 传感原理是通过外界物理参量 （ 如温度 ） 来调制 光纤光栅光波 ，
２ ０１ ３链
仪 表 技 术 与 传 感 器
Ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ａ ｎ ｄ Ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ
２０ｌ ３
Ｎｏ． ４
第 ４期
基 于可 调谐 Ｆ— Ｐ滤 波器 的光 纤 光栅传 感 解调 系统寻 峰算 法对 比分析
Ｐｅ ａ ｋ． ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｉ ｎ Ｔｕ ｎａ ｂｌ ｅ Ｆ－ Ｐ Ｆｉ ｌ ｔ ｅ ｒ Ｂａ ｓ ｅ ｄ Ｄｅ ｍｏ ｄ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ０ ｒ ＦＢＧ Ｓｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ｓ

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。

基于 REC 技术的可调谐激光器模块刘森;倪屹;曹宝丽;曾盼【摘要】A low cost tunable laser module based on distributed-feedback (DFB)laser matrix is achieved by recon-struction-equivalent-chirp (REC)technology.Wavelength tuning,stability and other performance tests are applied, and the parameters of specific wavelength are calibrated.The wavelength spacing between adjacent lasers in the mod-ule is uniform,and the P-I diagrams are good.The output light of this tunable laser has a wavelength fluctuation with-in ±3 pm and a power fluctu ation less than 0.02 dBm.The wavelength-tuning range is 1 536.64 ~1 559.36 nm, which can covers 60 specific wavelength channels according to ITU-T DWDM standard,and the channel-switching time is 5 ~30 s.%通过重构－等效啁啾（REC）技术实现了一种基于分布式反馈（DFB）激光器矩阵的低成本可调谐激光器模块，对该模块进行了波长调谐、稳定性以及其他性能的测试，并将特定波长的参数加以标定。

模块中的相邻激光器之间的中心波长间隔均匀等距且 P －I 特性良好，可调谐激光器输出波长的波动小于±3 pm，光功率变化小于0.02 dBm。

Ｗ Ｕ ｏ ｆ ｎ Ｇｕ —－ ｇ ｅ
（ ．４ Ｎｏ 曲Ｒｅｅ ｒｈＩ ｓ ｔｔ ｏ ｉａ ｅ ｔｏ ｉｓａ ｄ Ｓ ｉｎ ｅＴ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｐＣ ． ３ ｓａｃ ｔ ｕｅ ｆ ｎ ｃｒ ｎｃ ｎ ｃｅ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙＧｒ ｕ ｏ，Ｇｕｌ ４ ０ ４ ｎ ｉ Ｃｈ Ｅｌ ｉｎ５ １ ０ ） ｉ
２ １ １双端 口可调 谐光 滤波器 ．．
基于薄膜 型结构 的可调光滤 波器 的构成 为： 过输入光纤 的光束首先 被准直后通 过可调滤波 片， 重新被 耦合 通 然后
ｌ 前 言
构建新一代 光传送 网的核心 是实现 巨大吞吐量基 于波长路 由的光 网络节 点，可调谐光滤 波器 正是实现基 于波长
路 由的关键器件 之一 。可调波 长光滤波技 术 ，作 为光 网络系 统结构和业 务控制 的关键技术 ，能在传输 途 中以各波长
为单位 插入 和分 出光信 号 ，是 实现光 网络组 网灵活 性的重要保 障 。可用 于光 通 道动 态选 择 、波 长路 由动 态控 制 及 配 置 、解 复 用等 方面 ，并 可 实现 动态光波 长性 能监 测 ，从 而提 高光 传送 网络 的灵活 性和 顽存 性 。此 外 ，还 可应用
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第２ （ 期 总第 ｌ 期） ２
光 子 技 术
２０ 年 ６月 ０６
几种新型可调谐 窄带光滤波器
吴 国锋
（中国电子科技集团公司第 ３ 研究所．桂林 ４ 摘 ５１０ ） ４ ０４ 要：本文介绍 了 按常规光器件制作工艺可实现 的几种新型可调谐 窄带光滤波器的原理及性能，简单分析 了
ｉ ｔ ｓ ａ ａｙｚ ｄ ｓｍｐ ｙ ｔ ｒｆ ｎｃｉｎ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ａ ｄｓ ｏ ｔ ｇ ｓ ｆｌ ｒ ， ｎ ｌ ｅ ｉ ｌ ｉ ｕ ｔｏ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｎ ｈ ｒａ ｅ ． ｅ ｈｅ ｃ

光纤光栅啁啾效应
光纤光栅啁啾效应是指当光线通过光纤光栅时，由于光栅中存在微小的周期性变化，导致光的频率发生变化，进而引起光频偏，产生频率偏移或啁啾现象。

光纤光栅是一种具有周期性折射率变化的光纤结构，可用于光通信、光传感、光谱分析等领域。

当光线通过光栅时，由于光纤光栅的周期性变化，光的传播速度也会发生周期性变化，从而导致光的频率发生变化。

光纤光栅啁啾效应是由光纤光栅中的折射率变化引起的，而这种折射率变化可能是由于光纤中的应力、温度变化以及光栅制作过程中的误差等因素所导致的。

啁啾效应会导致光信号的频率发生偏移，从而影响光纤光栅的性能和应用。

为了解决光纤光栅啁啾效应带来的问题，可以采取一些措施进行校正和补偿，例如通过调节光纤光栅的制作参数、优化光栅结构等方式来减小啁啾效应的影响；同时，也可以利用数字信号处理或者光纤光栅传感器的信号处理算法对啁啾效应进行补偿，从而提高光纤光栅的性能和精度。

总之，光纤光栅啁啾效应是光纤光栅中折射率变化引起的光频偏，会对光纤光栅的性能和应用造成影响，需要采取相应的校正和补偿措施来减小其影响。

啁啾光栅工作原理啁啾光栅是一种常用于光学领域的光学元件，其工作原理基于光的干涉效应。

它可以将入射光波分解成不同的光波，使得光的频率和波长能够被精确测量和分析。

啁啾光栅的工作原理可以通过以下几个方面来解释。

首先，光是一种电磁波，具有波动性质。

当光通过一个光栅时，光的波动性质使得光的传播方向会发生改变。

这是因为光栅上的周期性结构会对光波进行衍射和干涉，从而产生新的光波。

在啁啾光栅中，光栅是由一系列平行排列的狭缝或凹槽组成的。

这些狭缝或凹槽的间距非常小，通常与光的波长相当。

当光通过光栅时，它们会被分解成不同的光波，每个光波具有特定的频率和波长。

光栅的间距决定了光栅的分辨能力。

间距越小，分辨率越高，可以分解出的光波也越多。

光栅的间距可以通过调整光栅的制作工艺来实现。

一般来说，光栅的制作需要使用光刻技术或电子束曝光技术，以制作出具有高精度的光栅结构。

当光通过光栅时，它们会与光栅上的结构相互作用，产生衍射和干涉效应。

根据衍射和干涉的原理，入射光波会被分解成多个不同方向的光波。

这些光波的方向和强度可以通过光栅的参数来控制，例如光栅的间距和入射角度。

啁啾光栅的分辨率决定了它们在光学领域中的应用。

在光谱分析中，啁啾光栅可以用于分解光谱，使得不同波长的光可以被分离并测量。

在激光技术中，啁啾光栅可以用于调制激光的频率和相位，实现光的调制和控制。

在光通信中，啁啾光栅可以用于光纤传输中的光波分析和调制。

啁啾光栅是一种基于光的干涉效应的光学元件。

它通过光栅的结构和参数来分解光波，实现光的分析和调制。

啁啾光栅在光学领域中具有重要的应用价值，广泛应用于光谱分析、激光技术和光通信等领域。

通过对啁啾光栅的深入了解和研究，我们可以更好地理解光的性质和行为，进一步推动光学技术的发展和应用。

的谱宽 不能大于这一频 率范 围 ．否则会造 次 ． 了在一个 ＦＲ内容纳 更多的信道 就 为 Ｓ
成混淆 ．这也就是 。 自由谱域
◆ ３Ｂ 宽 △Ｆ ｄ带
含义
要求信 谨 距 小 ．特 别 是密集 波分 复 用
（ＷＤ Ｄ Ｍ１系统中 信道间距小于 １
△ Ｆ
甚至
３８ ｄ 带宽 △Ｆ 定义为传输 系数 Ｔ的数值 几十个 Ｇ ．这就要求 ＦＰ － 腔有较 窄的带宽
—
◆ 对温度不敏感
现在 ． － 可调谐滤波器最为成熟 ． ＦＰ 国
光分插复用【 Ａ Ｍ） 备。Ｏ Ｄ Ｏ Ｄ 设 Ａ Ｍ的基本 外几家公司已有商品 出售 本文对这一器
ｌＵＬ １！Ｉ ）Ｉｊ ［Ｉ ＩＩ ＨＩ ＩＬ ￣ Ｉ
和复用某些波长的光通道 ． 而不影响其它波
长 的光通道的传输 。 Ａ Ｍ克服了传统 电子 ＯＤ Ａ Ｍ设备 的电子瓶颈限制 ［ 大大拓展 了网络
Ｒ ＴＬＩ 此时 ＋ ＋ ＝
Ｆ
（３ １ Ｊ
４ 同
可 Ｆ ｓ１ ／ ｉ（ ｒ ￣
４
．
ｎ
１ ＋
【】 １ ４
可见精细度和峰值传输系数部随 损耗 的增加而减 小 以 Ｔ一 ＜１ ｒ 则增大 曲线会变 钝 …
２ Ｆ
＋— ［
ｌ ／ ２
Ｒ Ｒ
。
式中 为人射 光强 Ｆ ＝１
该 曲线也与干涉条
◆ 自由谱 域 Ｆ Ｒ Ｓ
纹的光强分布相一致。曲线某 些位置 出现
峰值 峰间有最 小值
所谓 自由谱域 ＩＳ — ｅ ｐ ｃｒｌ 信号重叠 造成混乱。例如 ．Ｔ — 关于渡 Ｆ Ｒ Ｆｅ Ｓ ｅ ｔ ｒ ａ Ｉ Ｔ Ｊ Ｉ

可调谐窄带光源的调谐原 理是窄带可调谐光输入光
纤光栅，并周期性地扫描 其输出波长以获取光 纤光栅的反射谱（或透
射(tòu shè)谱），由每次扫 描反射光最强时的扫描电 压可知相应的波长值。
第十八页，共二十二页。
• 如上图所示为一种高精度的连续可调谐掺饵光纤激光器检测位 于1550nm波段的传感光栅。该检测系统受限于激光器~2.3nm 的波长调谐范围，可检测的最大温度为180；检测精度受限于 PZT的精度，即2.3pm或~0.18。该方案最大的优点在于使用光
输出，测量范围与探测器的分辨率成正比。该方案的优点在于采用了较好
的补偿措施，能够有效(yǒuxiào)地抑制光源输出功率的起伏、连接干扰和微
弯干扰等不利因素，且系统反应迅速，成本较低，使用方便，在几个mε 测量范围内，该系统具有几十个με的分辨率。
第九页，共二十二页。
光纤光栅(guāngshān)激光器 实现传感
IS
1 2
I 0 RA(B
0
)
IR
1 2 I0R
• 式中 Is——信号光强；
• IR——参考光强；
• R ——光纤的反射率；
IS IR
A(B
0
)
• A ——线性滤波器的比例系数。
• 由式可见，和直接测量值呈线性关系，由此可求出动态的值。
这种检测方法基于光强检测，适用于动态、静态测量，具有较好的线性
• 在光纤光栅(guāngshān)传感系统中，对波长移位最直接的检测 方法是：利用宽带光源（如发光二极管LED），输入光纤光 栅，再用光谱仪（或多波长计）检测输出光的中心波长移位， 如图2。该法结构简单，具有可携带性、经久耐用且易于使 用和自动测试等特点，常用于实验室。

Ｚ ＨＡＮＧ ｏ ｙ ｎ Ｌ Ｕ ｉ ＬＩ ｉ ｎ ｄ ｎ Ｄｕ — ｉ ｇ 一， Ｉ Ｍ ｎ ， ａ ． ｏ ｇ Ｊ
（ ． ｐ ｒｍｅ ｔ ｆＥｅ ｔ ｎｃＥｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｊ ａ １Ｄｅ ａｔ ｎ ｏ ｌｃｒ ｉ ｏ ｇｎ ｅｉ ， ｉ ｎＵｎｖ ｒｉ ， ａｇ ｈ ｕ５ ０ ３ ， ｉａ ｎ ｎ ｉｅｓｔ Ｇｕ ｎ ｚ ｏ １ ６ ２Ｃｈｎ ； ｙ ２ Ｎａ ｏ ａ ｙＬ ｂ ｏ Ｉ ｔｇａｅ ｅｖｃ ｔ ｒｓ Ｘｉｉ ｉｅｓｔ Ｘｉａ ０ ７１ Ｃ ｉａ 、 ｔ ｎｌ ｉ Ｋｅ ａ ． ｆ ｎｅ ｒｔｄＳ ｒ ｉｅＮｅｗｏｋ ， ｄａ Ｕｎｖ ｒｉ ｎ ｙ， ’ｌ７１０ ， ｈｎ ） ｌ
Ｄｙ ａ ｉ ｉ ｇ ｅ ｄ ａ ｈ ｎ ｅ ｉ ｅ ｔ ｍ ａ ｔ ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｎ ｍ ｃｓｎ ｌ／ ｕ ｌ ａ ｎ ｌ ｌ ｒｗｉｈ ｓ ｒ ｍ ｅ ａ ｕ ｅｓ ｔ ｃ ｆｔ ｔ
ｂ ｓ ｄ ｏ ｌｃ ｒ ｍ ａ ｎ ｔｃｔ ｎ ｂ ｅＦ ａ ｅ ｎ ｅｅ ｔｏ ｇ ｅ ｉ ａ ｌ ＢＧ ｕ
道滤波器。该滤波器采用 电磁 直接 加纵 向应 力的调谐方式 ，同时利用半导体制冷器实现了对磁铁的温度控制 。实
验结果表明 ，该滤波器可 以简单、灵活实现城域光网络中增、减信道的要求。 关键词 ：滤波器 ；光纤光栅 ：电磁 中图分类号 ： Ｎ９ Ｔ １ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号：１０ －３ Ｘ（０ ７０ ．０ ２０ ０ ０４ ６ ２ ０ ） １ ８ ．５ ０
ｉ ｅ ｆ ｔｒｗｉ ｉ ｅ ｔａ ｗａ ｅｅ ｇ ｈａ ｄ ｏ ｂ ｄ ｄ ｂ ｉ ｇｔ ｎ ｂ ｅ ｏ ｓ ｏ ｂ ｃ ａ ｎ ｌ ｌｅ ｌ ｈ ｓ ｔ ｔ ｃ ｎ ｒ ｌ ｖ ｌｎ ｔ ｎ ／ ｒ ａ ｗｉ ｔ ｅ ｎ ｕ ａ ｌ ， ｒａ ａｄ ｕ ￣ ｈ ｎ ｅ ｆ ｔｒｗｉ ｉ ｎ ｒ ｌ ｖ ｌｎ ｔ ｎ ｈ ｉ ｈ ｓｅ ｔ ｔ ｃ ｔａ ｗａ ｅ ｅ ｇｈ ｅ ｎ ａ ｌ． ｈ ｅｒｉ ａ ｐ ｅ ｓ ａ ｎ ｂ ｌｃｒ ｍａ ｎ ｔ ｆ ｃ ． ｂ ｉ ｇ ｔｎ ｂ ｅ Ｔ ｅｆｌ ｐ ｆ ｔ ｉ ｙ ｅ ｅ ｔｏ ｇ ｅｉ ｒｅ Ｔ ｅｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｆｍ ｇ ｅ ｏ ｔ ￣ ｙ ｓ ｍｉｏ ・ ｕ ｉ ｓ ｉ ｄ ｒ ｃｏ ｈ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｏ ａ ｎ ｔ ｓｃ ｎ ｏ ｅ ｂ ｅ ｃ ｎ ｉ ｒ ｄ

控制技术・ 120 ・计算 机测 量与控制 2021 29(4)Computer Measurement & Control文章编号 1671 - 4598(2021)04 - 0120 -06 DOI ：10.16526/ki.11 — 4762/tp.2021. 04.024 中图分类号：TN248文献标识码：A基于FPGA 的可调谐激光器控制电路设计孔市委，任乾钰，王军，贾平岗(中北大学电子测试技术重点实验室，太原030051)摘要：可调谐激光器是光纤光栅解调系统中最主要的部件之一，其输出波长和功率的稳定性影响整个解调系统的性能；文中 对MG —Y 可调谐激光器的调谐原理进行了分析，设计了一种基于FPGA 的可调谐激光器控制电路；使用温度控制芯片ADN8834对MG —Y 激光器进行温度控制，通过改变电流源的输出电流，控制激光器的输出波长；利用光谱分析仪采集激光器的输出波长，并对激光器的输出波长进行标定，制作“波长一电流”查询表；FPGA 通过调用“波长一电流”查询表，实现激光器的波长在1 527〜1 567 nm 范围内以20 pm 间隔连续线性扫描。

同时搭建光纤布拉格光栅解调系统，验证了可调谐激光器解调 光纤光栅中心波长的可行性。

关键词：MG —Y 激光器；波长控制；温度控制；“波长一电流”查询表Design of Tunable Laser Control Circuit Based on FPGAKong Shiwii , Ren Qianyu , Wang Jun , Jia Pinggang(Science and Technology on Electronic Test & Measurement Laboratory ,North University of China , Taiyuan 030051, China )Abstract : Tunable laser is one of the most important components in the fiber Bragg grating demodulation system. The stability ofits output wavelength and power affects the performance of the whole demodulation system. In this paper , the tuning principle of MG —Ytunablelaserisanalyzed ， andatunablelasercontrolcircuitbasedonFPGAisdesigned Thecircuitusesatemperaturecontrol chipADN8834tocontrolthetemperatureofthe MG —Ylaser ， andcontrolsoutputwavelengthofthelaserbychangingtheoutputcurrent of the current source. The output wavelength of the laser is analyzed by spectrum analyzer , and the output wavelength of la ­ser is calibrated , and the wavelength 一 current query table is made. The wavelength of the laser can be scanned continuously in the range of 1527 〜1567 nm at the interval of 20 pm by FPGA calling the wavelength 一current query table. At the same time , a fiberBragg grating demodulation system was built to verify the feasibility of the tunable laser to demodulate the center wavelength of the f — bergratingKeywords : Mg 一 Y laser ； wavelength control ； temperature control ； "wavelength —current" query table0引言随着光纤传感技术的迅速发展及其在各工程领域的广 泛应用3］,光纤传感在全球范围内得到了大量的关注，在工程应用、学术研究等方面吸引着许多专家学者34］。

啁啾体布拉格光栅作用引言：布拉格光栅是一种重要的光学元件，它可以用来分析和操控光的性质。

啁啾体布拉格光栅作为一种特殊的布拉格光栅，具有独特的作用，可以在光场中引入啁啾效应。

本文将介绍啁啾体布拉格光栅的原理、应用和未来发展趋势。

一、啁啾体布拉格光栅原理啁啾体布拉格光栅是由一系列的周期性折射率调制单元组成的。

当入射光与布拉格光栅相互作用时，会发生衍射现象。

而啁啾体布拉格光栅的独特之处在于，其折射率调制单元的周期性不均匀，从而引入了频率调制的效果，使得光的波前相位发生变化。

二、啁啾体布拉格光栅的作用1. 频率调制：啁啾体布拉格光栅可以对光进行频率调制，即在光场中引入了频率的变化。

这种频率调制的效果可以用来产生激光的频率合成、频率转换和频率调制等应用。

2. 光学信号处理：啁啾体布拉格光栅可以用于光学信号的处理。

通过对入射光场进行频率调制，可以实现光信号的滤波、调制和解调等功能。

这在通信、光谱分析和光学传感等领域具有重要的应用价值。

3. 光学传感：啁啾体布拉格光栅还可以用于光学传感。

通过对入射光场的频率调制，可以实现对外界物理量的测量和监测。

例如，利用啁啾体布拉格光栅的频率调制特性，可以实现光纤传感器对温度、压力和应变等物理量的高灵敏度检测。

4. 光学显微镜：啁啾体布拉格光栅也可以应用于光学显微镜。

通过在显微镜中加入啁啾体布拉格光栅，可以实现对显微镜成像的改进和增强。

这在生物医学领域中对细胞和组织的成像具有重要意义。

三、啁啾体布拉格光栅的应用啁啾体布拉格光栅的应用十分广泛，以下列举了几个典型的应用领域：1. 光通信：啁啾体布拉格光栅可以用于光纤通信系统中的频率合成和调制。

通过对光信号进行频率调制，可以实现光信号的调制和解调，从而提高通信系统的传输容量和速率。

2. 光谱分析：啁啾体布拉格光栅可以用于光谱分析仪器中的频率调制和滤波。

通过对光信号进行频率调制，可以实现对光谱信号的滤波和分析，从而提高光谱分析的精度和灵敏度。

啁啾光栅的优点及应用啁啾光栅是一种利用光栅的干涉原理，通过光路差的改变产生干涉条纹，从而实现测量和检测的一种光学装置。

其工作原理是光通过光栅后，由于不同的光波长具有不同的光程差，导致光的干涉，最终在屏幕上形成干涉条纹。

啁啾光栅具有许多优点和广泛的应用。

首先，啁啾光栅具有高精度测量的优点。

由于啁啾光栅采用光栅的干涉原理进行测量，可以实现非常高的精度。

光栅的划线距离决定了分辨率的大小，而现今制造技术已经可以实现亚微米级别的划线距离，因此啁啾光栅可以实现非常高的精度测量。

这使得啁啾光栅在精密科学实验、仪器仪表领域等需要高精度测量的场合得到广泛应用，如光学仪器、光学检测设备等。

其次，啁啾光栅具有宽波长范围的优点。

啁啾光栅中的光路径差改变产生的干涉条纹是由光栅的划线距离决定的，而光的波长决定了光的干涉条纹的间距。

由于光栅的划线距离较小，所以啁啾光栅可以应用于大范围的光波长。

无论是可见光、红外光还是紫外光，啁啾光栅都能够有效工作。

这使得啁啾光栅在光谱仪器、光通信设备等领域中有广泛的应用。

第三，啁啾光栅具有快速、实时反馈的优点。

啁啾光栅可以实时地测量光栅的位置和形状变化，并通过光电探测器将信号反馈给控制系统。

采用啁啾光栅可以实现高频率的测量和反馈，使系统的响应速度更快、更准确。

这种实时反馈的优点使得啁啾光栅在光学系统的稳定性和精度控制方面有着重要的应用，如激光器辅助测量、光学自适应系统等。

此外，啁啾光栅还具有无需直接接触和非接触测量的优点。

光栅计测量通常无需直接接触物体，只需要通过光的干涉来测量目标的位置和形状。

这种非接触性质能够避免对目标物体产生损伤，并保证测量结果的准确性。

在一些特殊的测量场合，如薄膜厚度测量、微纳尺度表面粗糙度测量等，非接触性质是啁啾光栅的重要优点。

最后，啁啾光栅还具有小尺寸、结构简单和易于集成的优点。

啁啾光栅不需要复杂的光学元件，只需一个光栅结构和光电探测器即可实现测量和反馈。

这种小尺寸、结构简单的特点使得啁啾光栅易于制造和集成，可以方便地应用于各种光学系统中。