Bragg光纤光栅的光谱分析

课程设计任务书

学生姓名： 专业班级：电子科学与技术0901班

指导教师： 葛 华 工作单位： 信息工程学院

题 目: Bragg光纤光栅的光谱仿真

初始条件：

计算机、beamprop软件(或Fullwave软件)

要求完成的主要任务:

1、课程设计工作量：2周

2、技术要求：

（1）学习beamprop软件(或Fullwave软件)。

（2）设计Bragg光纤光栅的光谱仿真

（3）对Bragg光纤光栅进行beamprop软件仿真工作。

3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。

时间安排：

2012.6.25做课设具体实施安排和课设报告格式要求说明。

2012.6.25-6.28学习beamprop软件(或Fullwave软件)，查阅相关资料，复习所设计内容的基本理论知识。

2012.6.29-7.5对Bragg光纤光栅的光谱仿真进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。

2012.7.6 提交课程设计报告，进行答辩。

指导教师签名： 年 月 日

系主任（或责任教师）签名： 年 月 日

目 录

摘 要 ........................................................................................................................................... I

Abstract ......................................................................................................................................II

绪 论 ........................................................................................................................................ III

1光纤光栅 ................................................................................................................................. 1

1.1光纤光栅的简介 ........................................................................................................... 1

1.2 Bragg光纤光栅定义 .................................................................................................... 1

1.3光纤光栅的分类 ........................................................................................................... 2

1.4 光栅的分光性能 .......................................................................................................... 3

1.5 Bragg光纤光栅的光谱图 ............................................................................................ 3

2 Beamprop软件介绍 ............................................................................................................... 4

3光谱仿真 ................................................................................................................................. 5

3.1 Bragg光纤光栅的画法 ................................................................................................ 5

3.2 Bragg光纤光栅的折射率分布 .................................................................................... 7

3.3 Bragg光纤光栅的光谱仿真 ........................................................................................ 8

3.4 光栅光谱的分析 .......................................................................................................... 9

4 心得体会 .............................................................................................................................. 10

参考文献 ...................................................................................................................................11

武汉理工大学《光电子应用》课程任务说明书

I 摘 要

光栅光纤是一种新型的光学器件，现在已在光纤通信和传感等方面有着很重要的应用，并且随着全光通信网络和光纤传感技术的发展，将会发挥越来越重要的作用。它的研究和应用已经成为当前热点技术课题。Bragg光纤光栅光谱特性分析与研究也是研究人员重点关注的课题。

本文根据光栅光纤的工作理论，分析讨论了Bragg光纤光栅的光谱特性，为Bragg光纤光栅的光谱特性的应用提供了理论依据。并通过Beamprop软件对光纤光栅的光谱进行了仿真。

关键词：Bragg光栅光纤、Beamprop软件、光谱仿真

武汉理工大学《光电子应用》课程任务说明书

II Abstract

Optical fiber grating is a new type of optical device, now has set up a file in the optical

fiber communication and sensing has very important application, and along with all optical

communication network and the optical fiber sensing technology development, will play more

and more important role. The research and application of it has become the hotspot

technologies subject. Optical fiber Bragg grating spectrum analysis and research is also a

researchers focus on topic.

In this paper, according to the theory of optical fiber grating work, discusses the Bragg

fiber grating, the spectral characteristics of fiber grating for Bragg, the spectral characteristics

of applied to provide the theory basis. And through the Beamprop software of fiber grating the

spectra of the simulation.

Key words: optical fiber Bragg grating, Beamprop software, spectral simulation

武汉理工大学《光电子应用》课程任务说明书

III 绪 论

Bragg光栅光纤（fiber Bragg grating,FBG）光谱特性分析与研究是研究人员重点关注的课题。光栅光纤是一种新兴的光学器件，现在已在光纤通信和传感等方面有很重要的应用。光栅光纤是在光纤中制作的一种无源器件，在光纤中沿轴向建立一种折射率周期性的分布，它能够对特定波长附近一定带宽内的光具有反射或损耗的作用。早期的光栅光纤是指光纤布拉格光栅，直到出现了长周期光栅光纤后，才有了两种分类。

光栅光纤以其特有的高波长选择，与光纤系统兼容，插入损耗低，结构简单，体积小等性能，广泛应用于光源，光放大，光纤色散补偿，光信号处理，光纤传感等领域，是下一代高速光纤通信系统中不可缺少的关键器件之一。随着互联网和多媒体通信的发展，数据传输量正在迅猛的增长，光纤通信技术受到广泛重视。密集波分时复用技术的采用，可以大大提高光纤通信的容量。但是如何方便的在光纤线路上实现高速数据的密集波分时复用和全光解复用，以及如何实现光纤传输过程中的色散补偿，是人们亟待解决的两个问题。不过，随着光纤Bragg光栅的出现，这两个难题的解决变得容易了。至此，光纤光栅以其独特的滤波和色散特性，对光纤通信中的光发送、光放大、光纤色散补偿、光接收等各个方面产生重大影响，预示着光纤通信技术新阶段的到来，成为下一代高速光纤通信系统中不可缺少的器件，被认为是继光纤放大器之后光纤通信技术发展的又一里程碑。由于光纤光栅在高速通信领域的重要使用价值和可以预期的在其它一些领域的广泛应用前景，目前已成为全世界的研究热点。