光纖光柵基器件的研制與應用.pdf

1、光纖光柵從誕生以來，以其廣泛的應用和良好的發(fā)展前景一直是國際上的研究熱點之一。國家863計劃的三項重大課題(“WDM超長距離光傳輸技術的研究與實現”No.2001AA122012，“多通道色散補償關鍵器件技術”No.2001AA312090，“色散、色散斜率和偏振模色散一體化自適應補償技術”No.2001AA122063)都提出了對光柵進行深入系統研究的要求。其中的超長距離傳輸項目更是提出了將啁啾光纖光柵用于補償G.652光纖色散超過3

2、000km的極高要求，而已知報道中采用光柵進行色散補償的最長距離為840km。為達到項目要求，很多技術難題亟待解決。結合上述863項目的實施，本文對光纖光柵及其相關器件的制作工藝及應用進行了深入系統的理論和實驗研究，獲得的創(chuàng)新性成果如下： 1.深入分析了光纖光柵切趾技術的機理，指出了啁啾光纖光柵與均勻光纖光柵對切趾的不同要求，并且通過數值仿真和實驗，提出了一種能夠使啁啾光纖光柵獲得優(yōu)化性能的非對稱切趾方法，即二階黃金分割切趾法。

3、與現有方法相比，該方法具有實現簡單，重復性好的優(yōu)點。 2.研究了啁啾光纖光柵應用于長距離系統色散補償的相關問題，包括光柵不理想特性、光源波長不穩(wěn)定性、色散分布以及入纖功率等對系統性能的影響。與實驗室內其他師生共同合作，實現了10Gb/sNRZ信號在1500kmG.652光纖上的無誤碼傳輸，以及在3100kmG652光纖上加FEC后的無誤碼超長距離傳輸，該系統中的色散補償模塊全部由自行研制的高性能大色散量啁啾光纖光柵制成。

4、 3.提出了一種使均勻光纖光柵形成啁啾的有效方法，該方法依賴于鍍在均勻光柵上的厚度漸變金屬膜，而電鍍法是厚度漸變金屬膜的可選制備方法之一。針對電鍍法鍍膜制備工藝的特點，提出了計算金屬鍍層截面積的數值方法。利用該方法結合理論分析結果，對厚度漸變金屬鍍膜光柵在拉力和溫度作用下的特性進行了詳細的數值仿真和實驗研究。 4.深入分析比較了紫外均勻預曝光和后曝光對氫載光纖上寫入光柵特性的影響。依據分析結論，提出了一種新的利用紫外預曝光制作啁

5、啾光纖光柵的實施方案。 5.提出了兩種新型取樣振幅掩模版的制作方案，其特征在于具有可變的取樣周期或可變的占空比，并進行了理論與實驗驗證。新型振幅版有利于提高取樣光柵制作的靈活性，降低制作成本，并有希望推進具有軸向漸變取樣周期或占空比的特殊取樣光纖光柵制作技術的發(fā)展(該項技術正在申請專利中)。利用制成的取樣光纖光柵，實現了基于光纖結構的、具有Vernier波長調諧機制的可選波長光纖激光器，并根據取樣光纖光柵的特點對這種調諧機制的實