切趾技术对光纤布拉格光栅法布里-珀罗滤波器反射特性优化的研究
发布时间：2020-02-28 14:12
【摘要】：利用矩阵分析法,针对两个相同光栅构成的光纤布拉格光栅法布里-珀罗(F-P)腔滤波器进行理论分析。数值模拟分析了光栅长度变化对光栅以及F-P腔滤波器反射特性的影响,指出光栅长度增加对反射特性影响的优缺点,分析利用常用切趾函数对光栅进行切趾,减小由于光栅长度增加导致反射谱的的旁瓣增大,对组成的F-P腔滤波器的反射特性的优化,得到了光栅切趾对F-P腔滤波器的反射特性的影响规律。对于在实际应用中制作出性能优良的光纤布拉格光栅F-P腔滤波器有一定的参考价值。
【图文】：
图２光栅长度增加对光栅反射特性的影响图３６光栅长度增加对Ｆ－Ｐ滤波器反射特性的影响在上述条件下，用两个光栅构成一个腔长为１ｍｍ的Ｆ－Ｐ腔滤波器，其反射特性如图３所示，可以看出，随着光栅长度的增加，Ｆ－Ｐ滤波器的反射峰值逐渐增大，反射谱阻带中逐渐打开了一个线宽极窄的透射峰。透射峰的线宽与光栅的长度有关，随着光纤光栅的长度的增加，其透射峰的线宽变得越来越窄，透射峰的多少以及位置是由Ｆ－Ｐ腔的腔长所决定的，腔长越长，谐振谱线越多，间隔就越校Ｆ－Ｐ腔的中心波长位置不变，反射谱变化和单个光纤光栅的反射谱变化相似，光纤光栅长度增加，反射谱宽度变窄，，反射率峰值变大，顶端更平坦，反射谱边缘更陡峭。因此，通过改变光栅长度Ｌ，就可以得到透射窗口不同的线宽，从而得到窄带滤波器的作用［９］。从图中还可以看出光栅反射率较高的时候，光栅反射谱的旁瓣峰值也较高，Ｆ－Ｐ滤波器会出现额外的谐振谱线，这对实际应用是不利的［１１］。２．２光栅引入切趾函数对反射特性的影响增加光栅长度时，导致光栅反射特性中旁瓣较大，从而影响了光纤光栅Ｆ－Ｐ滤波器的性能，而光纤光栅切趾技术可以有效地对光栅的旁瓣进行抑制，因为用高斯波形或者类似的波形来截取信号，其频谱都是高斯形状，不会产生旁瓣，所以利用切趾函数对光栅进行切趾，可以抑制光栅的旁瓣。下面选择几个常见的切趾函数进行分析［１４］。（１）高斯函数Δｎ（ｚ）＝Δｎｅｘｐ－５ｚ－Ｌ２（）Ｌp膒苝蘰危瞦縬纐膓牛啊埽埽蹋ǎ梗ǎ玻┖好骱ぃ睿ǎ溅ぃ睿保龋悖铮螅拨校
本文编号：2583479
【图文】：
图２光栅长度增加对光栅反射特性的影响图３６光栅长度增加对Ｆ－Ｐ滤波器反射特性的影响在上述条件下，用两个光栅构成一个腔长为１ｍｍ的Ｆ－Ｐ腔滤波器，其反射特性如图３所示，可以看出，随着光栅长度的增加，Ｆ－Ｐ滤波器的反射峰值逐渐增大，反射谱阻带中逐渐打开了一个线宽极窄的透射峰。透射峰的线宽与光栅的长度有关，随着光纤光栅的长度的增加，其透射峰的线宽变得越来越窄，透射峰的多少以及位置是由Ｆ－Ｐ腔的腔长所决定的，腔长越长，谐振谱线越多，间隔就越校Ｆ－Ｐ腔的中心波长位置不变，反射谱变化和单个光纤光栅的反射谱变化相似，光纤光栅长度增加，反射谱宽度变窄，，反射率峰值变大，顶端更平坦，反射谱边缘更陡峭。因此，通过改变光栅长度Ｌ，就可以得到透射窗口不同的线宽，从而得到窄带滤波器的作用［９］。从图中还可以看出光栅反射率较高的时候，光栅反射谱的旁瓣峰值也较高，Ｆ－Ｐ滤波器会出现额外的谐振谱线，这对实际应用是不利的［１１］。２．２光栅引入切趾函数对反射特性的影响增加光栅长度时，导致光栅反射特性中旁瓣较大，从而影响了光纤光栅Ｆ－Ｐ滤波器的性能，而光纤光栅切趾技术可以有效地对光栅的旁瓣进行抑制，因为用高斯波形或者类似的波形来截取信号，其频谱都是高斯形状，不会产生旁瓣，所以利用切趾函数对光栅进行切趾，可以抑制光栅的旁瓣。下面选择几个常见的切趾函数进行分析［１４］。（１）高斯函数Δｎ（ｚ）＝Δｎｅｘｐ－５ｚ－Ｌ２（）Ｌp膒苝蘰危瞦縬纐膓牛啊埽埽蹋ǎ梗ǎ玻┖好骱ぃ睿ǎ溅ぃ睿保龋悖铮螅拨校
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