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通信学论文-长周期光栅机理与写入方法及实际应用.doc

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通信学论文-长周期光栅机理与写入方法及实际应用.doc

通信学论文-长周期光栅机理与写入方法及实际应用摘要:对长周期光栅(longperiodfibergrating,LPFG)的形成机理和研究方法进行了分析,给出了研究的内容和参数以及这些参数与光栅周期、周期数、有效折射率的关系;研究并列举了当今先进的光栅写入方法,通过性能比较,得出了相关结论。经过搜集和研究给出了长周期光纤光栅在现代传感器和光纤通0当今,随着科技的进步和社会信息化需要,通信技术以前所未有的速度快速发展。以高速率、超宽带,远距离、大容量、不受电磁干扰为显著特征的光纤通信技术的进步尤为突出。而光纤光栅是指通过光纤的光敏性,采取驻波法等,用不同波长的光源照射掺锗、硼的光纤,或用物理化学方法使光纤的反射和折射发生永改变而形成的特殊光纤。光纤光栅在光纤通信和光纤传感器、光计算、光信息处理等领域有着广泛的应用,极大的推动了全光网络和数字神经系统的建立和发展。光纤光栅又分短周期光纤光栅和长周期光纤光栅。本文主要介绍长周期光纤光栅的机理和写入方法1光纤具有光敏性,光敏性是指当光纤纤芯受到特定波长和高于一定强度的激光照射时,折射率会发生永久性变化。光纤的光敏性主要取决于纤芯的制作材料及照射激光的波长和强度。显然,利用光敏性可以改变光波导结构的折射率,这长周期光纤光栅是指周期为几十到几百微米的能够实现同向模式间耦合的光纤光栅。长周期光栅的特点是同向传输的纤芯模和高层模之间的耦合,无反向反射,属于透射型带阻滤波器。所长周期光纤光栅理论主要来源于光纤布拉格光栅,研究模型有多种,其中最具典型的是耦合模理论。研究的关键点主要有:光纤光栅的导模、包层模和辐射模之间的模式耦合及传输特性。研究的内容和参数包括:光纤光栅的谐振波长、损耗峰值、带宽、耦合系数、传播常数等以及这些参数与光栅周期、周期数、有1996年AT&T贝尔实验室的A.M.Vengsarkar等人用紫外光通过振幅掩模板2长长周期光纤光栅写入方法很多,主要有:紫外光法,电弧放电法,离子束入射法,CO2激光法,腐蚀刻槽法,机械微弯变形法等。其各有优缺点。下面仅以2.1这种写入方法的原理是:用紫外光通过振动模板曝光氢载掺锗光纤,使得掺锗光纤的光敏性引起纤芯折射率的周期性调制,如图1图1倾斜振幅掩模板写入不同周期的长周期光纤光栅通过改变掩模板缝隙的周期,还可以写入不同谐振波长的长周期光纤光栅,以满足实际应用需求。图1中,通过改变模

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