论文部分内容阅读
光滤波器是光纤通信系统和光传感系统中不可或缺的重要元器件,在波长锁定、波分复用/解复用、波长路由、波长转换、色散补偿、增益平坦等技术中都有广泛应用。随着波分复用系统(Wavelength Division Multiplexing,WDM)中信道数的不断增加和信道间隔的不断减小,对滤波技术的要求也越来越高,因而研究新型高性能光滤波器成为学科前沿课题之一。其中,光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)型滤波器因其具有低插入损耗、对偏振不敏感、与普通光纤接续简便以及光谱响应特性的动态可控制等特点在WDM中备受关注。论文首先简单介绍了光纤光栅的发展历程、研究状况和相关应用。接下来从耦合模理论出发推导出均匀FBG的反射特性,并给出了分析非均匀FBG反射特性简单有效的数值方法——传输矩阵法。随后,以基于FBG的马赫—曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer,MZI)型光分/插复用器(OpticalAdd/Drop Multiplexer,OADM)为例分析了FBG和MZI组合滤波器件的原理,并给出了一种基于sine取样光纤光栅(sinc-SFBG)的级联MZI型带通滤波器的方案,建立了滤波器理论模型,并对其进行数值模拟。论文最后还提出了通过级联多相移取样光纤光栅(MPS-SFBG)来实现抑制通道间旁瓣,提高滤波器消光比的设计方案,并分析了MPS致密因子对滤波器消光比的影响。基于sinc-SFBG的级联MZI型滤波器实例设计表明:与采用传统矩形取样光纤光栅相比,此方案可获得通道带宽和峰值功率均一致的滤波特性;同时通过对波导的电调谐,可以实现自由频谱区(Free Spectral Range,FSR)内的连续调谐。对级联MPS-SFBG型滤波器数值模拟结果表明:该方案滤波器消光比得到了有效的改善,相对于单级MPS-SFBG,虽然滤波器通道峰值功率有所下降,但是消光比改善程度更佳。