基于光纖光柵的Sagnac環(huán)微波光子濾波器的研究.pdf

1、上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要I摘要摘要隨著光通信及光纖傳感技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是波分復(fù)用（WDM）和密集波分復(fù)用（DWDM）系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，梳狀光纖濾波器研究一直是光纖通信乃至光電子領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。光纖Sagnac環(huán)本身有濾波特性，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、穩(wěn)定性好、調(diào)諧范圍大等優(yōu)點(diǎn)。光纖光柵具有可靈活設(shè)計(jì)的反射光譜帶寬、附加損耗小、體積小以及與光纖兼容技術(shù)成熟、成本低等特性，被廣泛應(yīng)用于光纖通信和光纖傳感的各種濾波或選頻等器件中。由光

2、纖光柵和Sagnac環(huán)可以構(gòu)成梳狀濾波器，實(shí)現(xiàn)各種不同的濾波特性。本文著重提出并研究了一種新型的基于取樣光纖光柵的Sagnac環(huán)微波光子濾波器和一種新型的基于相移光纖光柵的Sagnac環(huán)微波光子濾波器的設(shè)計(jì)、建模、仿真、優(yōu)化等，詳細(xì)討論了各器件參數(shù)對(duì)該濾波器的光譜特性的影響。本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和研究?jī)?nèi)容如下：（1）研究了微波光子濾波器的發(fā)展，對(duì)一般的光纖Sagnac環(huán)濾波器進(jìn)行了理論和數(shù)值研究。利用傳輸矩陣法研究了光纖Sagnac環(huán)以及基于

3、均勻光纖光柵的Sagnac環(huán)微波光子濾波器的傳輸特性，并進(jìn)行MATLAB數(shù)值仿真和分析。（2）首先利用Jones矩陣法，對(duì)取樣光纖光柵的反射光譜進(jìn)行詳細(xì)的理論研究和數(shù)值仿真，在此基礎(chǔ)上，提出一種新型的基于取樣光纖光柵的Sagnac環(huán)微波光子濾波器的設(shè)計(jì)，建立了理論分析模型，并進(jìn)行詳細(xì)的理論推導(dǎo)，利用MATLAB軟件進(jìn)行了相關(guān)的數(shù)值模擬，著重研究了基于取樣光纖光柵的Sagnac環(huán)微波光子濾波器的透射光譜特性，以及各種關(guān)鍵器件參數(shù)（光纖環(huán)臂

4、差、取樣周期、折射率調(diào)制深度和占空比等）對(duì)所設(shè)計(jì)濾波器的輸出光譜的影響。在大量數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，優(yōu)化取樣光纖光柵的長(zhǎng)度L、光纖環(huán)臂差L?和取樣周期P等關(guān)鍵參數(shù)的數(shù)值，設(shè)計(jì)了六種不同的濾波器，它們具有分立譜線、高反射率、等間隔的不同通道數(shù)目窄帶梳狀透射譜，且具有良好的波長(zhǎng)選擇性和信道隔離度?？梢詫?shí)現(xiàn)16通道的100GHz的DWDM系統(tǒng)和8通道的200GHz的DWDM系統(tǒng)的窄帶濾波；可以制成雙波長(zhǎng)的光纖激光器，用于太赫茲波的產(chǎn)生；能得到單峰