平顶型CLPG-CFBG级联结构中温度应力传感特性的研究

为了使光纤光栅传感器在光纤传感系统的应用中同时具有温度应力双参量传感和通信传输的功能,提出了一种由啁啾长周期光纤光栅(CLPG)和啁啾光纤布喇格光栅(CFBG)组成的平顶型光纤光栅传感器结构。采用测量中心波长位移的方法,建立了传感器温度和应力灵敏度系数矩阵,进行了理论分析和仿真验证。结果表明,CLPG的温度和应力灵敏度大小分别为2660 pm/℃和132 pm/με;CFBG的温度和应力灵敏度大小分别为12.6 pm/℃和0.8 pm/με,且CLPG和CFBG同时都具有平顶输出光谱,平顶光谱带宽分别达到了13.8 nm和5.6 nm,该传感器可以实现温度应力双参量同时传感,具有稳定的通信传输波段。该研究为光纤光栅传感器在光纤传感系统中的应用提供了参考。

基于级联复合光栅的窄带平顶型滤波器设计

导模共振光栅作为一种重要的滤波单元,在光通信中有着广泛的应用。然而,普通的导模共振光栅的传输光谱为洛伦兹型,该类结构在高性能光纤通信系统中的应用受到限制。采用级联导模共振光栅可以实现平顶滤波响应,但是整个器件的体积较大,制作工艺复杂。此外,单一复合光栅结构难以直接实现窄带平顶滤波响应。提出了一种级联双层复合光栅结构以解决这一问题,利用严格耦合波算法和本征模式分析法分析了其输出光谱。仿真结果表明该滤波器的中心波长为1549.9 nm,其平顶光谱的线宽为0.5 nm。

基于级联导模共振光栅的平顶光学滤波器设计

基于导模共振光栅的集成光学滤波器在光纤通信中具有潜在的应用前景,然而单个导模共振光栅的输出光谱一般呈现洛伦兹线型,这会阻碍该类结构在波分复用系统中的应用。传统方法一般采用多个谐振腔级联的方式实现平顶滤波响应,然而整个结构的体积较大,制作工艺较为复杂,因此提出一种基于级联双层导模共振光栅结构,其输出光谱响应为平顶陡边型。首先建立器件的物理模型,其物理机理是将导模共振效应与法布里-珀罗谐振效应结合,然后利用物理模型分析和设计滤波器结构。研究发现该滤波器的中心波长为1550 nm,其3 dB带宽可以增加至20 nm。