徐新华[1]2003年在《光纤光栅光谱特性及其在WDM全光网中的应用研究》文中研究表明光纤光栅是利用石英光纤的紫外光敏特性将光栅直接做在光纤上而形成的无源光子器件，它具有插入损耗低、对偏振不敏感、与普通光纤连接简单等优点。因此，在光纤应用的所有领域都可以有广泛的应用，尤其是在WDM全光网中。本文以目前在WDM全光网中有良好应用前景的叁种类型的光纤光栅（用包层模抑制光纤制作的光纤布拉格光栅、线性啁啾Moiré光纤光栅、矩形折射率调制型长周期光纤光栅）的理论和设计为研究内容。本文工作为光纤光栅型WDM全光器件的设计与性能研究提供坚实的理论依据，对WDM全光网的发展具有积极的促进与推动作用。第一章首先回顾光纤通信的发展历程，介绍WDM全光网及其关键器件，全面总结光纤光栅的制作方法及其在WDM全光网中的应用现状。第二章是整篇论文的理论基础。从光纤中的麦克斯韦方程组出发，首先推导出描述光在光纤传播的波动方程，进而分析光纤中模式特性，并在此基础上，严格推导出描述模式耦合的耦合模方程。并用耦合模理论对最简单的均匀光纤布拉格光栅进行分析，建立其耦合模方程，并给出解析解。第叁章研究用包层模抑制光纤制作的光纤布拉格光栅。因为要考虑包层模，所以首先用光纤的叁层模型得到包层模的场分布和色散方程，同时也给出单模光纤纤芯基模的场分布和色散方程。然后以第二章给出的耦合模理论为基础，结合用带光敏内包层的包层模抑制光纤的结构特性，推导出用这种光纤制作的光纤布拉格光栅的耦合系数和耦合模方程。以此为基础，详细研究了光敏内包层对该类型光栅中存在的正向传播的纤芯基模与反向传播的纤芯基模以及与反向传播的包层模之间的耦合的影响。用该理论模型计算所得光谱与实验测得光谱相吻合。最后，再简单介绍了其他两种包层模抑制方法。第四章主要研究线性啁啾Moiré光纤光栅及其在光分插复用器（OADM）和多信道色散补偿器中的应用。首先从耦合模理论出发，结合线性啁啾Moiré光纤光栅的结构特性，建立了分析线性啁啾Moiré光纤光栅的耦合模方程，通过数值求解耦合模方程，研究了线性啁啾Moiré光纤光栅的光谱特性和时延特性。在此基础上，提出了一种新型的基于线性啁啾Moiré光纤光栅的光分插复用器（OADM）的结构设计方案；并设计出一种中心波长、相邻中心波长间隔都符合ITU规定的DWDM波长标准的基于线性啁啾Moiré光纤光栅的多信道色散补偿器件。第五章研究折射率调制类型为矩形波的长周期光纤光栅。本章仍以耦合模理论为基础，首先对该类型光栅的折射率微扰进行展开，进而推导其相应的耦合系数和建立耦合模方程。在此基础上，进一步给出了该类型光栅具体数值模拟的方法与步骤，并以Corning公司的FlexcorTM 1060 型号光纤为例象，进行了数值模拟计算，理论计算的结果与文献中给出的实验结果相吻合。
王燕[2]2003年在《取样光栅及其在光纤通信中应用的理论研究》文中认为随着光纤网的渗透，对光子器件提出了更高的要求，全光通信网将是未来信息高速公路的主要物理载体，光子器件的发展是实现全光网的关键。光纤光栅技术使得全光纤器件的研制和集成成为可能，故光纤光栅将在全光网中扮演十分重要的角色，它在光开关、光的分插复用、光纤的色散补偿等关键技术中的应用已引起人们的极大兴趣和研究热情。本文运用传输矩阵法并编写了数值分析程序，理论分析了光栅各参数的变化对取样光栅反射谱特性的影响，得到了与别人实验相吻合的反射谱特性。通过分析知道了取样光栅具有极好的波长选择性，在它的反射谱中通道多且通道间隔稳定，带通窄，在光信号处理中有重要应用。这些特性对通信系统设计者很有吸引力。本文的理论推导和数值分析能对由取样光栅构成的新型光子学器件在光纤通信中的应用提供参考，为人们梦寐以求进入全光信息时代带来了无限生机和希望。全文概述如下： 1) 取样光栅的基本理论。 2) 用传输矩阵法对取样光栅的反射谱特性进行数值模拟分析，得到光栅各参数的变化对取样光栅反射谱特性的影响规律。 3) 取样光栅构成的新型光子学器件：多波长激光器、波分复用／解复用器、重构型光分插复用器、光纤传感器及多信道色散补偿器在光纤通信中的应用前景。 本人在上述领域的工作共有4篇学术论文分别在《光电子·激光》、《光子学报》、《江西科学》、《江西师范大学学报》上发表。
参考文献：
[1]. 光纤光栅光谱特性及其在WDM全光网中的应用研究[D]. 徐新华. 东南大学. 2003
[2]. 取样光栅及其在光纤通信中应用的理论研究[D]. 王燕. 江西师范大学. 2003