引用本文:
王金豆,葛海波,李彩虹,等:不同参量的倾斜布喇格光栅级联传输谱特性研究[J]. 光通信技术,2019,43(9):39-42.
王金豆,葛海波,李彩虹,侯元萌
(西安邮电大学 电子工程学院,西安 710061)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:为给不同参量的倾斜布喇格光纤光栅(TFBG)级联提供依据,通过传输矩阵法对FBG级联后的传输谱进行理论分析,利用光学仿真软件模拟了倾斜角度、光栅周期和级联相对位置不同对级联光栅(2段光栅)传输谱的影响。分析仿真结果可以得出:倾角、光栅周期及级联相对位置的不同对传输光谱均有影响,会不同程度地引起谐振峰的深度变化或中心波长的漂移,因此可以通过改变级联TFBG的参量来实现不同特性的传输谱。
关键词:级联;倾斜布喇格光纤光栅;传输矩阵法;传输谱
中图分类号:TN914 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2019)09-0039-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.09.009
0 引言
倾斜布喇格光纤光栅(TFBG)是一种特殊的光纤光栅,其光栅波矢方向和光纤轴向方向存在一定的夹角[1],使得TFBG可以将一部分前向导模耦合成向后传导的包层模[2],因此其透射谱中不仅包含纤芯模的谐振峰,还包含一系列的包层模谐振峰[3,4]。目前,国内外对于单个TFBG的研究已有很多,Y.Miao 等人实现了温度和应变的同时测量[5]。Qi.Jiang等人分析了FBG和TFBG在传感特性方面的差异[6]。前人对于TFBG的研究主要集中于理论研究和传感特性研究等方面,对于级联的TFBG谱特性分析研究得比较少,而研究其谱特性具有十分重要的实际意义。在不同的应用领域,对光谱也有着不同的要求,如用于带阻滤波器的TFBG,其光谱需要有一定的带宽;用于传感特性研究的TFBG则需要较窄的谐振峰宽度和偏移量较大的波长[7,8]。单个的TFBG若想要调整损耗峰的中心波长、深度和带宽,只能通过改变倾斜角、折射率、光栅周期和折射率调制深度等参量[9],即单个TFBG的光谱设计具有一定的局限性。将多段TFBG进行组合则可以构成级联倾斜布喇格光纤光栅(CTFBG)。CTFBG具有谱形丰富、谐振峰振幅大等优点,且在传感方面有更高的灵敏度[10]。但由于制作工艺等方面的限制,要制作2个完全相同的TFBG并不容易。本文对2段不同的TFBG进行级联的非匹配CTFBG进行仿真分析,主要关注倾角、光栅周期及级联相对位置不同时对于CTFBG光谱的影响。
3 结束语
本文对2段非匹配TFBG级联后的光谱特性进行了数据模拟仿真,分析结果表明:倾角、光栅周期及级联相对位置的改变会对谐振峰的深度变化或中心波长的漂移产生不同程度的影响。因此,可以通过改变各参量产生的不同影响,即利用不同参量间的相互补偿作用来设计传输谱,例如需要使用特定角度的CTFBG,但其却并未达到指定的波长,这时可以通过改变光栅长度的大小来使其波长达到要求。通过改变CTFBG的结构参量来达到不同特性的传输谱要求,光谱设计十分灵活。本文的研究对于如何在CTFBG写制完成后改变其谱形具有指导和参考意义,同时也为CTFBG在光通信和传感领域等方面的应用提供了一定的理论基础。