
System Configuration
波長寬范圍調(diào)諧的實驗系統(tǒng)
實驗系統(tǒng)配置
| 泵浦源 | 不同波長激光器 |
| 光放大系統(tǒng) | 波分復用器 |
| 偏振器件 | 偏振空間器 |
| 光纖耦合 | 循環(huán)器,耦合器 |
| 色散系統(tǒng) | 布拉格光柵,微機電器件 |
| 光纖熔接 | 光纖熔接機 |
| 光纖處理 | 鍍膜設備 |
| 顯示系統(tǒng) | 示波器 |
系統(tǒng)原理
光纖光柵濾波器是以光纖折射率或其它結構受到周期性調(diào)制的濾波器件,其中折射率調(diào)制可以使得光纖內(nèi)傳播的光信號以不同的模式發(fā)生耦合現(xiàn)象。利用耦合模理論分析波導耦合可分為同向耦合和反向耦合,首先同向耦合只有在長周期光纖光柵或者周期很大的波導中;布拉格光纖光柵周期比較短遵循反向耦合。利用紫外光激光照射相位掩模板在光纖中寫入了光纖布拉格光柵,其中的原理是掩模板衍射產(chǎn)生了干涉條紋同時對光敏光纖介質(zhì)進行曝光。光纖光柵根據(jù)耦合原理實現(xiàn)濾波特性,其中心波長的靈敏度由光纖彈性、彈光、熱光和應力決定,另外通過級聯(lián)光纖光柵可以構建馬赫曾德干涉儀。利用光纖光柵構建的馬赫曾德干涉儀不能夠?qū)Ω缮婀庾V進行有效靈活的調(diào)節(jié),通常是采用機械或者溫度調(diào)諧的方式,因為光纖光柵的折射率調(diào)制是具有破壞性和固定性的,相反在聲光可調(diào)諧濾波器中的折射率調(diào)制不具有破壞性,可以根據(jù)射頻信號進行便捷的調(diào)諧性能。
研究現(xiàn)狀
光學濾波器是相位響應隨頻率變化的相位濾波結構,主要被應用于半導體激光器、光纖激光器、波分復用系統(tǒng)中波長選擇或切換、光放大器的抑制噪聲以及色散補償器等中。光學濾波器就是將不同波長的信號光在頻域或空間域分開,具有對特定頻率光信號的實時選擇性,在光纖通信和光傳感系統(tǒng)中有十分重要的應用,并且對于全光網(wǎng)絡的發(fā)展具有極其重要的價值。上海交通大學的研究者利用兩段不同長度的長周期光纖光柵級聯(lián)組成的受偏振影響的梳狀濾波器結構來實現(xiàn)波長選擇和切換濾波的作用,且通過適當調(diào)整裝置中的偏振控制器件可獲得連續(xù)的可調(diào)諧多波長激光輸出;美國一些研究者利用陣列波導光柵在激光諧振腔中作為波長分離器和調(diào)諧器,以此來產(chǎn)生不同的波長對;北京交通大學光波技術研究所研究人員將同時將長周期光柵和光子晶體光纖結合起來的方式獲得了8 個波長和 17 個波長的光脈沖輸出。對于體積小巧,成本低廉且高性能的寬范圍可調(diào)諧的光柵濾波器的研究,有利于推動光通信、傳感網(wǎng)絡、光纖傳感、微波和太赫茲等方面的發(fā)展。
潛在應用
(1)隨著光通信以及傳感領域的發(fā)展,寬范圍可調(diào)諧的光柵濾波器能夠有力地解決光纖激光器固定波長的不足之處,促使其更易與通信系統(tǒng)高效率的連接;
(2)寬范圍可調(diào)諧的光柵濾波器具有更高質(zhì)量的波長調(diào)諧靈活性和溫度穩(wěn)定性,可以實現(xiàn)光纖網(wǎng)絡中的動態(tài)波長分配,這些性能有利于光通信和傳感網(wǎng)絡的發(fā)展;
(3)在光纖傳感領域方面,可作為分布式光纖光柵傳感器的光源從而能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)測,并且在激光雷達、光譜分析儀以及檢測氣體等方面也具有廣泛的運用。