光纤光栅制作技术及应用的研究

发布时间：2017-08-16 10:37

  本文关键词：光纤光栅制作技术及应用的研究

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【摘要】：本论文主要对超长光纤光栅制备技术及应用方面进行研究,具有重要意义和实用价值。随着光纤通信系统传输速率的提高,传输带宽的增加和传输距离的增长,色散与非线性效应对光纤通信的影响也日渐突出,严重地制约了现代光纤通信的发展,所以对色散补偿技术的研究也变得越来越重要。目前解决色散的手段主要分为电色散补偿、DCF色散补偿和光纤光栅色散补偿。电色散补偿相比光色散补偿暴露出了不环保,存在电子瓶颈等诸多问题；DCF无法抑制非线性效应；光纤光栅色散补偿特点突出,而超长光纤光栅能够克服窄带色散补偿光栅的很多不足,因此,它将会成为色散补偿的关键技术。本文重点研究光纤光栅制作技术及其在高速光通信系统中的应用,本论文主要工作如下：首先,对光纤光栅的写入方法进行介绍,并从非线性薛定谔方程出发,分析色散及色散补偿原理、线性啁啾光纤光栅色散补偿理论,并分析指出了超长光纤光栅的巨大优势。其次,采用对比的方法对WDM高速光纤通信系统中DCF补偿和光纤光栅补偿进行仿真,并且首次分析了OTDM光纤系统中利用超长光纤光栅补偿色散的方案,并得到相应结论：在忽略非线性效应的情况下,DCF补偿性能略优于光纤光栅补偿；而当考虑非线性的影响时,光纤光栅补偿的系统性能更佳,即光栅不仅有着优秀的色散补偿能力,还可以有效的抑制非线性影响,并且随着入纤光功率的增大,光栅补偿的优势更加明显。最后,研究了逐点写入法的相关工艺技术,从高精度扫描平台、准分子激光器控制系统以及逐点写入控制系统等方面入手,提出了当前光栅制作技术所面临的问题,分析其原因及影响并给出相关解决方法。本论文首次分析了在逐点写入法制作超长光纤光栅的过程所受温度和应变的影响,并给出了中心波长1550nm的光栅在25℃的温差下会产生325pm的波长漂移；因此必须保证绝对恒温((25±0.1)℃)的条件下制作光栅；同理,考虑到应变的作用,制备过程中应保持应变不大于20με。宓
【关键词】：光纤光栅 色散补偿 逐点写入
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN253
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-23
• 1.1 光纤光栅的发展历程11-13
• 1.2 光纤光栅的分类13-15
• 1.3 光栅的写入方法分析15-21
• 1.4 超长光纤光栅的研究现状21
• 1.5 课题的研究内容及意义21-23
• 2 超长光纤光栅理论分析23-38
• 2.1 耦合模理论23-27
• 2.2 色散27-33
• 2.2.1 色散原理27-29
• 2.2.2 色散导致的脉冲展宽29-31
• 2.2.3 色散补偿原理31-33
• 2.3 线性啁啾光栅色散补偿理论33-35
• 2.4 超长光纤光栅在色散补偿的应用35-37
• 2.5 本章小结37-38
• 3 光纤光栅在高速光通信中的应用38-56
• 3.1 在40Gb/s的高速传输系统中DCF和光纤光栅的比较38-44
• 3.1.1 光纤光栅补偿的两种方案比较39-41
• 3.1.2 DCF补偿的三种方案比较41-44
• 3.2 在WDM系统中DCF和光纤光栅的比较44-49
• 3.2.1 WDM色散补偿仿真系统图44-46
• 3.2.2 忽略非线性的系统仿真结果及分析46-48
• 3.2.3 考虑非线性的系统仿真结果及分析48-49
• 3.3 在OTDM系统中DCF和光纤光栅的比较49-54
• 3.3.1 OTDM色散补偿仿真系统图49-51
• 3.3.2 系统仿真结果及分析51-54
• 3.4 本章小结54-56
• 4 逐点扫描光纤光栅制作技术研究56-68
• 4.1 高精度扫描平台控制系统设计56-58
• 4.2 准分子激光器控制系统研究58-61
• 4.2.1 准分子激光器性能参数58-60
• 4.2.2 脉冲能量稳定性对写入精度影响分析60-61
• 4.3 逐点写入控制系统研究61-65
• 4.3.1 准分子激光器主控61-62
• 4.3.2 扫描平台主控激光器62-64
• 4.3.3 扫描平台主控电子快门64
• 4.3.4 联动方案对比总结64-65
• 4.4 热效应的影响65-66
• 4.5 光纤应变微小变化的影响66-67
• 4.6 本章小结67-68
• 5 结论68-69
• 参考文献69-72
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果72-74
• 学位论文数据集74

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9 李燕;陈建军;;啁啾型光纤光栅原理及制作技术[J];软件导刊;2010年10期

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3 黄锐;蔡海文;方祖捷;陈高庭;;调节光纤光栅参数的一种新方法[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议（OFCIO’2001）论文集[C];2001年

4 周文;陈抗生;章献民;叶险峰;;光纤光栅的研究与发展[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展（下册）[C];1999年

5 章献民;陈抗生;;光纤光栅在微波毫米波光子学中的应用[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年

6 文庆珍;黄俊斌;赵培仲;;封装聚合物对光纤光栅压力传感增敏的影响[A];2004年全国高分子材料科学与工程研讨会论文集[C];2004年

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本文编号：682831