极窄带宽的布拉格光纤光栅光谱特性研究

根据理想模展开下的耦合模方程,对光纤布拉格光栅的峰值反射率公式进行了数学推导,得到了布拉格光纤光栅的光谱反射率表达式。全面讨论了光栅周期、光纤栅长、光致折射率微扰最大值等参数与光纤光栅反射光谱的关系。仿真结果显示了固定参数下布拉格光栅的极限窄带宽,得到的反射率为1、带宽为0.02 nm的窄带宽布拉格光栅,比现今分布式传感系统中使用的布拉格光栅的带宽窄1个数量级。这种布拉格光纤光栅用于分布式传感系统,可大大提高分布式传感系统中光源的带宽利用率,消除各信号间的相互串扰,提高传感光栅复用数目,降低解调系统成本。

波导声光可调滤光器及其在WDM网络中的应用

声光可调滤光器具有调谐速度快、可调范围宽以及低的插入损耗和低的通道驱动功率等优点，而且还可以多波长同时选择，因此在未来的波分复用网络中极具应用潜力。文章介绍了这种可调滤光器的原理及特性。

四通道二维光子晶体解波分复用系统

利用光子晶体环形腔缺陷模与线缺陷波导之间的共振耦合原理,设计了一种由主波导、环形腔和60°弯波导组成的四通道二维三角晶格光子晶体解波分复用系统。通过平面波展开法计算线缺陷波导的能带结构;利用时域有限差分法(FTDT)计算了不同频率的光波在该系统中的传输特性。最后,分析了影响输出效率和品质因子的因素并对该系统进行了改进。分析表明:改变环形腔内介质柱的半径可调节谐振频率,而在主波导末端增加反射介质柱以及改变耦合区域中介质柱的形状可提高各通道的谐振频率光波的透射率。计算结果显示:该系统较好地实现了4个波长的解波分复用,透射率均达90%以上。另外,该系统结构简单,便于加工制造,且体积小,有利于大规模集成。

光子晶体波导耦合的波分复用研究

两平行光子晶体单模波导的相互耦合组成一个耦合结构。两本征模的色散曲线相交并出现简并,简并模之间的耦合作用使模式的分布发生了改变。由于耦合的作用,各个波长的光波会在不同的波导中传输。在简并点处两本征模发生解耦合,光波会沿着原来的方向传输。将两个不同耦合长度的光子晶体波导耦合结构集成在一起,就可以组成一个三波长的光子晶体波分复用器。

刻蚀衍射光栅像差特性分析

对作为波分复用关键器件之一的刻蚀衍射光栅 (EDG)的像差特性提出了一种简单方便的计算方法 ,分析了像差对刻蚀衍射光栅频谱响应的影响 .理论推导了基于基尔霍夫衍射、角谱衍射以及快速傅里叶变换等方法 .最终证明彗差会造成谱形失称 ,明显降低耦合效率 ;而球差则会明显地增加串扰 .并指出当像差存在时通过输出端加ta per结构 ,并不能显著改善器件的串扰特性 .

基于光子晶体的太赫兹波波分复用器件的设计

设计了一种基于二维硅光子晶体的太赫兹波波分复用器件.该光子晶体器件采用点、线缺陷组合的结构,数对不同大小的点缺陷分别放置在线缺陷侧面的相应位置.根据描述谐振腔与波导之间耦合问题的耦合模理论,当太赫兹波在器件中传播时点线缺陷中的电磁波模式之间将发生相互耦合.基于这种机制,器件可以通过设置不同大小的点缺陷将相应谐振波长的太赫兹波下载下来.仿真结果表明,器件体积小巧、易于集成,信道平均间隔大约为0.5μm,并且各信道的下载效率均高于90%.

含缺陷光子晶体波分复用器研究

利用光子晶体的光子禁带和体积小的优点,在光子晶体中适当设计线缺陷和点缺陷,使这些缺陷会形成波导和微腔。根据耦合模理论,波导与波导及波导与微腔之间会发生耦合现象,通过调节耦合长度和微腔中心半径的大小,可以选择不同波长的光波在各信道中通过。依此原理,可以制作相应的光子晶体波分复用器。

光子晶体耦合缺陷波导两通道解波分复用器

提出了一种新型两通道光子晶体解波分复用器.首先使用平面波展开法分析了耦合缺陷波导的特性.接着对双耦合缺陷波导之间的耦合效应进行分析.然后,利用耦合效应设计了一种高效的解波分复用器,使用有限时域差分法研究了不同波长的光在解波分复用器中的传输特性,并计算出了电场分布图.仿真结果表明,该种结构可以实现波长分别为1 266nm和1 311nm两种光波的解波分复用.由于耦合缺陷波导具有更小的群速度,此种结构较基于线缺陷波导耦合的解波分复用器具有更小的耦合长度,从而减小了系统的体积.

1310/1550nm熔融拉锥型WDM的研究

介绍了一种以熔融拉锥法制作1 310/1 550 nm WDM的方法。根据光纤耦合机理,从理论上得出了耦合率与拉伸长度之间的关系,并研究了熔融拉锥型1 310/1 550 nm WDM的设计与制作方法。通过大量实验得出,当拉伸长度大约为9.7mm时,可以达到1 310 nm和1 550 nm两个波长波分复用的目的。拉锥参数设置对器件的性能至关重要。主要分析了拉伸速率对损耗的影响。实验得出,当拉伸速度为150μm/s左右时,损耗相对较小。

可调谐双芯光子晶体光纤波分复用器设计

数值分析了双芯光子晶体光纤的耦合特性,设计出0.85/1.55μm、0.98/1.55μm和1.3/1.55μm基于通信波段的波分复用器件,其光纤长度分别为542μm、996μm和932μm。在双芯光子晶体光纤的基础上,光纤长度固定不变时,通过调节中心空气孔材料折射率,材料折射率分别为1.281、1.343和1.348,实现对0.85/1.55μm、0.98/1.55μm和1.31/1.55μm波长的可调谐复用和解复用。

带有布喇格光栅的光纤失配耦合器的传输特性分析(英文 )

本文利用模式耦合理论，分析了光纤失配耦合器在耦合区带有一个布喇格光栅后两光纤中基模场的传输特性，得到基模场发生耦合现象的条件及满足的方程． 采用数值分析方法模拟耦合现象，并得出了带有布喇格光栅的光纤耦合器用于波分复用／解复用的最优化设计方案．

波分复用孤子系统中孤子碰撞特性研究

从耦合非线性薛定谔方程组出发,利用对称分步傅里叶方法,对波分复用孤子系统中两个不同波长孤子间的相互碰撞特性进行了数值研究。结果表明,碰撞会导致孤子脉冲的瞬间速度发生变化,孤子中心频率还将发生偏移,而且频率偏移量的大小与孤子的相对速度有关。

低偏振相关损耗多重体光栅CWDM设计(英文)

多重体全息光栅可当作一种粗波分复用器使用.用严格耦合波分析算法对多重体全息光栅的衍射效率进行理论分析,计算并分析光栅厚度及布拉格角度对该复用器的偏振相关损耗的影响.数值结果表明,通过优化光栅厚度和布拉格角度,在无明显增加附加损耗的前提下,可获得一种低偏振相关损耗的复用器.实验制作了一个波长间隔为20nm的8通道粗波分复用器,其测量结果与模拟计算结果吻合.

Ti∶LiNbO_3声光TE－TM模式转换器的制作

报道了可用于声光可调窄带滤光器的Ｔｉ∶ＬｉＮｂＯ３单模条形波导结构的声光可调ＴＥ－ＴＭ模式转换器研制的初步结果，此模式转换器在１．５μｍ波段的带宽约６ｎｍ，在１．５５μｍ得到７０％的转换率。

正交读出方式体全息光栅通信波长衍射特性

为了寻求高质量和高密度的密集波分复用器件,采用了在双掺铟铁的铌酸锂晶体中透射式记录/正交式读出方案制作体全息光栅的方法,对体全息光栅衍射特性进行理论分析和实验验证。利用波长为532nm的激光记录尺寸比为1:1的体全息光栅,然后用中心波长为1550nm的红外通讯波长成功读出,取得了波长选择性为0.5nm的波长衍射特性数据。同时,利用2维耦合波理论的闭形式解析解得到了该体全息光栅衍射效率随波长的变化关系。结果表明,实验结果与理论预期相符合,这一方法对制作体全息光栅密集波分复用器件的实用化是有帮助的。

基于光子晶体的2波长×3模式混合复用/解复用器研究

为了进一步提高光通信系统的传输容量,提出了一种基于光子晶体的2波长×3模式混合复用/解复用器,该器件由3个组合谐振腔、3个波长选择反射微腔、单模波导、多模波导和锥形渐变耦合波导组成。采用组合谐振腔和波长选择反射微腔的结构实现滤波,利用非对称平行波导的结构实现模式转换。应用时域有限差分法进行了仿真分析,结果表明:该器件可以实现1530 nm TE0模、1530 nm TE1模、1530 nm TE2模、1550 nm TE0模、1550 nm TE1模和1550 nm TE2模6个信道的波分—模分复用和解复用,其插入损耗<0.127 dB,信道串扰<-15.19 dB。

用于波分复用的双层氮化硅垂直光栅耦合器的仿真分析

面向波分复用技术提出了一种双层Si_(3)N_(4)垂直光栅耦合器结构。基于时域有限差分(FDTD)方法对该结构模型(2D)进行了仿真及优化,重点研究了双层Si_(3)N_(4)的宽度、厚度、位置关系以及双层Si_(3)N_(4)结构距离光栅的高度对耦合效率的影响。结果表明,对于1550 nm波长的TE偏振入射光垂直入射,当光栅周期为579 nm,占空比为67.5%,加入厚度为60 nm的金属Al反射镜及双层Si_(3)N_(4)结构后,光栅耦合效率超过了94%。与未添加金属反射镜和双层Si_(3)N_(4)的垂直耦合光栅相比,耦合效率提高了约46%。

密集波分复用技术的特点及系统结构

介绍密集波分复用的基本原理、特点、波分复用使用的光纤和避免四波混频的方法及ＤＷＤＭ

多级级联声光可调谐滤波器旁瓣的抑制

单级声光可调谐滤波器(AOTF)存在旁瓣过高的问题(-9 dB左右),这给其应用带来了一定的局限性。研究了用多级滤波结构实现旁瓣抑制,通过对单级和多级AOTF滤波特性的理论计算值、实验测量结果的分析比较,说明了多级滤波的优越性。利用耦合模理论分析了单级共线型和单级准共线型AOTF的滤波原理,推导出了多级级联滤波的转换特性表达式。计算结果表明,较之单级滤波,多级级联不仅具有较强的旁瓣抑制能力,还具有良好的带宽压窄作用。实验测量了三级滤波,其旁瓣被抑制到-27 dB左右,并且滤波带宽也得到了压窄。该实验结果说明,多级滤波结构在更为有效地抑制旁瓣的同时也能够很好地压窄带宽。

一种实用的准单色光退偏器的研究

用矩阵方法对一种准单色光退偏器Ｌｙｏｔ改进型退偏器进行了详细的理论分析，得到了该退偏器的有效退偏条件为：１）退偏器的总延迟必须足够大；２）晶体楔角或通光孔径必须足够大；３）二晶体光轴夹角必须是４５°。实验表明，该退偏器在４００～８００ｎｍ宽光谱范围内对±１０ｎｍ的任意准单色偏振光进行退偏后，平均的残余偏振度小于１．２％。