FBG(光纖布拉格光柵)是在光纖內形成一種空間週期性折射率分佈的光纖,其作用在於改變或控制光在該區域的傳播行為與方式。光纖光柵是一種新型的光無源器件,具有製作簡單、造價低、穩定性好、體積小、抗電磁干擾、使用靈活、並易於同光纖系統相容集成等諸多優點,所以近年來光纖光柵在光通信、光纖雷射器和光纖傳感器等領域的應用越來越受到人們的重視,取得了令人矚目的成就。
1. 建模任務
本案例演示了均勻光纖布拉格光柵元件在OptiSystem中作為濾波器的應用。本案例有兩種專案佈局。在第一種佈局中,使用了白色光源。在第二種佈局下,使用了高斯脈衝。
2. 白光光源下的FBG濾波器
下圖所示為光路圖。
初始的頻譜如下圖。
接下來我們對布拉格光柵的主選項卡中的反射率進行掃描,如圖。
因為反射率與耦合長度和光柵長度的乘積有關,所以這種掃描對應于耦合長度和/或光柵長度的變化。相應反射光譜的比較如下圖所示。
0.19和0.59反射率的均勻布拉格光柵反射光譜
透射光譜如下圖。
0.19和0.59反射率的均勻布拉格光柵透射光譜
3. 高斯脈衝下的FBG濾波器
高斯脈衝光學系統中均勻光纖布拉格光柵濾波器的光路如下圖。
我們對高斯脈衝的半高全寬(寬度)進行掃描,設置其寬度為0.005、0.05和0.5,如圖。
初始高斯脈衝的頻譜如圖
高斯脈衝的初始頻譜,寬度為0.5和0.05(分別為12.5ps和1.25ps)
獲得的反射光譜如圖所示。
反射光譜,寬度為0.5和0.05(分別為12.5ps和1.25ps)
獲得的透射光譜如圖所示。
透射光譜,寬度為0.5和0.05(分別為12.5ps和1.25ps)
正如我們所看到的,因為在第二種情況下,光柵的頻寬(125GHz)遠小於脈衝頻譜,所以脈衝的一部分頻譜被反射。
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