用于FBG解调的AWG芯片的设计、仿真与制备

设计、仿真并制备了一种用于光纤布拉格光栅(FBG)解调的阵列波导光栅(AWG)芯片。该芯片基于SOI衬底进行制备,并在AWG的输入/输出波导、阵列波导与平板波导之间采用双刻蚀结构进行优化。经仿真,该AWG的插入损耗为1.5dB,串扰小于 -20dB,3dB带宽为1.5nm。优化后的AWG芯片采用深紫外光刻技术、电感耦合等离子体等技术制备。经测试,该AWG的插入损耗为3dB,串扰小于 -20dB,3dB带宽为2.3nm。搭建了基于该AWG的解调系统,解调实验结果表明,该系统在0.8nm范围内的解调精度可达11.26pm,波长分辨率为6pm。     

基于MMI滤波器的可调谐连续光全光纤OPO

在连续光全光纤光学参量振荡器（FOPO）中,目前主要利用可调滤波器（TBPF）等高插入损耗的滤波器件进行边带光输出波长的调谐,这种方式所引起的高环形腔损耗限制了FOPO输出性能的进一步提升。为解决此问题,提出了基于多模干涉（MMI）滤波器的低腔损耗可调谐连续光FOPO。通过选取不同长度和纤芯尺寸的多模光纤制作级联单模-多模-单模光纤（SMS）作为滤波器件,使其在选定波长处的插入损耗小于1 dB,FOPO环形腔的总损耗不大于5 dB,并通过对SMS器件施加轴向拉力的方式调节滤波器件的透射谱,实现了1 494~1 501 nm和1 638~1 629 nm范围内的双边带可调谐连续光输出。     

用光纤光栅改进射频光纤系统的传输性能

提出了两种基于光纤光栅以减小ROF(radio over fiber)系统中光纤色散引起的微波功率衰落的方法.第一种为采用窄带光纤光栅滤波实现微波信号的残余边带调制,另一种为采用啁啾光纤光栅实现光纤色散补偿.实验测量并比较了这两种方法与传统双边带调制时ROF系统传输性能的变化.结果表明,窄带光纤光栅和啁啾光栅均能有效减小ROF系统中的光纤色散效应.     

基于啁啾光纤光栅的波长可调谐带通滤波器

通过对长度4 cm带宽为35 nm的啁啾光纤光栅(CFG)施加横向的局部应力,啁啾光纤光栅的反射阻带中会形成一个或者若干个窄的透射窗口.窗口的位置随着施加应力的位置不同而变化,窗口的深度随着施加压力的大小和区域面积而变化,可以制作出波长可调谐的带通滤波器.3 dB带通宽度为0.2 nm,最小分辨率为0.4 nm.建立了压力造成相移的物理模型,并用分段均匀的方法对啁啾光纤反射谱的改变进行数值模拟,得到了不同受力长度以及不同受力间隔的啁啾光栅反射谱.实验数据与数值模拟的结果相吻合.     

基于啁啾光纤布拉格光栅的宽谱光单边带调制方法

提出一种基于啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)的宽谱光单边带(OSSB)调制实现方法。光双边带(ODSB)调制信号经过同一CFBG两个相反方向的反射,利用偏振控制器(PC)实现两个方向偏振态的正交。这种双反射CFBG(DR-CFBG)结构可以滤出光载波与其中一个边带实现OSSB调制,同时消除了反射谱内的色散,避免了滤波引起的相位畸变。利用实验制作的线性CFBG搭建了DR-CFBG,实验数据仿真结果表明,本文方法可以实现宽谱基带信号与加载数据信息射频信号的OSSB调制,结果表明传输距离大于6km时,40Gb/s NRZ信号OSSB调制传输有明显优势;加载2.5Gb/s的NRZ信号,OSSB调制传输50km,误码率为10-9时,20GHz射频为载波的功率代价比10GHz低3dB,比40GHz低1.2dB。改进CFBG的边沿斜率可以更好地抑制边带残留,提高OSSB调制信号的传输性能。     

基于双金属结构的光纤光栅温度不敏感滤波器

为提高光纤陀螺宽谱光源的平均波长稳定性,提出了一种用60μm超短光纤光栅制作带宽11.77 nm温度不敏感滤波器的方法。利用金属材料的热膨胀系数差,设计了双金属温度补偿结构,能够随温度的升高/降低对光纤光栅压缩/拉伸,有效地补偿光纤光栅由热光效应引起的波长变化。在30～60℃的温度范围内,光纤光栅的温度灵敏度系数为0.15 pm/℃,较未补偿前降低了60倍以上。该结构具有较好的温度不敏感性,可作为光源滤波器提高光源的平均波长稳定性并有望用于高精度光纤陀螺。     

基于超结构光纤光栅的双边带编/解码器

分析了基于等效相移(EPS)技术的超结构光纤光栅(SSFBG)相位编/解码器的原理及特点,提出并实现了一种双边带编/解码器.该编/解码器在不改变光纤光栅长度的前提下,实现了+1级和+3级编解码谱的级联,并很好地继承了等效相移技术所具有的设计灵活、制作精度低和与波分复用(WDM)系统兼容能力强等诸多的优点.理论及实测数据仿真结果均表明,在光脉冲源匹配最佳的前提下,双边带编/解码器较传统等效相移编/解码器而言,使得基于该光纤光栅相位编/解码器的窄带相干光码分多址(OCDMA)系统的编解码性能提高了3 dB,通过对比分析得到其本质原因在于双边带编/解码器结构提高了其单位长度内携带的相位信息量.     

基于全介质棒状结构Mie杂化耦合原理的带通滤波器

采用高介电、低损耗的全介质棒状结构超材料,实现了一种微波带通滤波器。棒状结构的第1级磁谐振和第1级电谐振在同一频率范围重合并发生杂化耦合,该耦合模态在X波段(8~12 GHz)产生了增强性传输。通过对该结构的优化设计,得到一个好的滤波效果。当采用5排结构时可以得到优异的带通滤波性能,该滤波器中心频率为9.4 GHz,3 dB带宽为532 MHz,插入损耗在2 dB左右,边带陡峭。     

太赫兹波段复合型FSS带通滤波器的分析与设计

利用谱域法对频率选择表面 (frequency selective surface,FSS) 结构进行理论分析,设计了中心频率为0.338 THz工作在大气通信窗口的复合型FSS带通滤波器。该滤波器是对圆环槽单元滤波器进行改进,增加了三极子单元,通过研究结构参数对滤波性能的影响关系,进行结构优化。实验表明,该滤波器综合滤波性能更好,3 dB带宽可以达到69.5 GHz,回波损耗小于-13.46 dB,带内插入损耗小于0.45 dB,带内纹波低到0.1 dB,且通带平坦,有较好的带外抑制和矩形系数,边带比较陡峭。同时该滤波器在不同极化波和相同极化波不同入射角度入射时都有很好的频率稳定性,能有效地用于太赫兹通信。     

应用于全光网的取样布拉格光纤光栅数字波分复用器设计

未来全光网促进了新型光数字波分复用器interleaver的发展．基于取样光纤布拉格光栅的interleaver具有低插入损耗、多信道均匀反射峰和低色散等优点，特别适用于全光网的波长复用／解复用、插入／分离。为此提出了基于取样布拉格光纤光栅Interleaver的设计理论方法，合理设计其结构参数，并对其多波长滤波输出谱进行数值仿真，从而在〈50GHZ的DWDM窄带间隔实现均衡多波长滤波。这对光纤光栅在全光网的应用研究有一定的理论意义和工程应用参考价值。