全光纖型上下話路濾波器的研制.pdf

1、具有波長選擇能力的光上下話路濾波器是波分復(fù)用系統(tǒng)中的一種關(guān)鍵器件，也是降低成本、推廣光纖到戶光網(wǎng)絡(luò)的突破口。本論文結(jié)合國家自然科學(xué)基金及國家863計(jì)劃項(xiàng)目，研制出幾種新型全光纖上下話路濾波器，以滿足不同場合的應(yīng)用需求。在對器件的工作原理和結(jié)構(gòu)詳細(xì)分析和優(yōu)化的基礎(chǔ)上，深入研究了工藝實(shí)現(xiàn)的條件，獲得的主要?jiǎng)?chuàng)新成果如下： A.原創(chuàng)性研制出高精度、大長度光纖軸向研磨拋光機(jī)和精確可控熔融拉錐設(shè)備。 B.推導(dǎo)出用于描述“兩布拉格光柵

2、反射型耦合器”、“布拉格光柵破壞耦合器”和“布拉格光柵輔助耦合器”三種上下話路濾波器特征的統(tǒng)一耦合方程；在此基礎(chǔ)上，深入分析了布拉格光柵寫入位置及耦合區(qū)均勻性對器件性能的影響，研制出一種結(jié)構(gòu)平衡的新型兩布拉格光柵反射型耦合器，很好地解決了傳統(tǒng)方法上、下話路濾波特性無法同時(shí)優(yōu)化的局限；首次采用一種慢變絕熱、非對稱熔融預(yù)拉伸技術(shù)，改進(jìn)了布拉格光柵輔助耦合器的工藝過程，制作出的光上下話路濾波器不僅完全滿足密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)的要求，而

3、且具有更低的插入損耗和更高的性能穩(wěn)定性。 C.在普通折射率調(diào)制的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了增益/損耗效應(yīng)對長周期光柵特性的影響，提出一種新型對下話路信號(hào)具有放大作用的單方向、復(fù)調(diào)制長周期光柵輔助耦合器；優(yōu)化兩平行長周期光柵耦合器的結(jié)構(gòu)，數(shù)值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明調(diào)節(jié)環(huán)境折射率、加強(qiáng)光柵的折射率調(diào)制強(qiáng)度可明顯提高上下話路濾波效率，同時(shí)不對長周期光柵包層進(jìn)行處理，對改善濾波光譜特性更加有利，為簡化工藝提供了依據(jù)；建立四層波導(dǎo)模型，首次采用精確的

4、全矢量法對長周期光柵外旋涂有機(jī)聚合物薄膜進(jìn)行了詳細(xì)分析，指出與浸入液體不同，聚合物薄膜的材料和旋涂厚度對長周期光柵諧振波長的可調(diào)性至關(guān)重要，通過優(yōu)化可以實(shí)現(xiàn)范圍達(dá)120nm的波長調(diào)節(jié)。 D.分析了全通型和上下話路型單環(huán)諧振器的幅度和相位時(shí)延特性，結(jié)果顯示降低諧振腔的尺寸和損耗，加強(qiáng)耦合區(qū)的控制是環(huán)形諧振器設(shè)計(jì)和制作的主要任務(wù)；提出一種分析“串聯(lián)耦合”和“并聯(lián)耦合”兩種多環(huán)級聯(lián)高階諧振器的通用矩陣模型，在此基礎(chǔ)上，優(yōu)化環(huán)間耦合系數(shù)