多相移间插取样光纤光栅滤波器的设计与优化

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作者 胡胜 白芯蕊 +4 位作者 李莎莎 袁功进 戴润泽 宋海娜 刘聪 《光通信研究》 北大核心 2024年第3期64-70,共7页

【目的】取样光纤布拉格光栅(SFBG)以其梳状滤波特性引起人们的普遍关注,成为光纤光栅技术研究的新热点。显然,设计具有高通道数、平顶和窄带宽的光学滤波器具有重要的工程意义。文章提出了一种插入多相移(MPS)的间插取样光纤布拉格光栅... 【目的】取样光纤布拉格光栅(SFBG)以其梳状滤波特性引起人们的普遍关注,成为光纤光栅技术研究的新热点。显然,设计具有高通道数、平顶和窄带宽的光学滤波器具有重要的工程意义。文章提出了一种插入多相移(MPS)的间插取样光纤布拉格光栅(ISFBG)滤波器。【方法】ISFBG具有大量反射通道,通过插入MPS,可引入多个平顶窄传输通道。通过优化插入ISFBG的两个π相移的位置,首先设计了具有41个传输通道的光学滤波器,该滤波器覆盖C波段,通道间隔为100 GHz,每个传输通道都具有平顶响应,3 dB带宽较窄(<1 GHz),形状因子较小(<3.2)。接着,保持其他结构不变,通过优化插入3个π相移的位置,可在此基础上进一步减小形状因子,从而改善传输通道的矩形形状。通过引入MPS技术,设计了插入3个π相移的ISFBG,可实现通道数目加倍,通道间隔减半。【结果】演示了一种通道数目为81的平顶窄带宽的光学滤波器,该滤波器覆盖C波段,通道间隔为50 GHz,多通道的3 dB带宽为900.5 MHz,形状因子接近2.17。同时讨论了MPS的大小、位置和光纤的等效长度的精度对于实际制造的影响。【结论】所设计的滤波器具有较高通道数,每个通道都具有平顶响应且带宽较窄,符合设计目的。这种滤波器在多波长激光器和多波段微波信号处理系统中具有潜在的应用前景。 展开更多

关键词 光滤波器 多通道 平顶窄带宽 相位调制 多相移间插取样光纤布拉格光栅

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取样光纤光栅制作及其温度和应力特性测试

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作者 卓仲畅 于永森 +6 位作者 赵志勇 翟与峰 陈斌 张健 钱颖 郑伟 张玉书 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第0Z2期48-50,共3页

用长周期振幅掩模板（周期为500μm）和相位掩模板（周期为1.0739μm）采用曝光法，制作出了1.5cm长的取样光纤光栅。并测试了光纤光栅的温度和应力特性，发现光纤栅的反射波长随温度的升高，向长波方向漂移，三个主峰波长随温度的变化... 用长周期振幅掩模板（周期为500μm）和相位掩模板（周期为1.0739μm）采用曝光法，制作出了1.5cm长的取样光纤光栅。并测试了光纤光栅的温度和应力特性，发现光纤栅的反射波长随温度的升高，向长波方向漂移，三个主峰波长随温度的变化规律是相同的，温度漂移系数约为0.01nm/℃，温度变化并不会引起通道间隔的变化，波长与应力有非常好的线性关系，并且三个主峰波长随应力的变化关系是一臻的。因此，我们也可以采用与Bragg光纤光栅相同的应力补偿式封装或采用负温度系数的衬底材料来补偿中心波长随温度的漂移。 展开更多

关键词 取样光纤光栅 温度 应力 性能测试 长周期振幅掩模板 相位掩模板 曝光法 制作

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光栅参数对折射率剖面非均匀取样光纤光栅的影响

3

作者 徐中南 刘泽金 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1088-1092,共5页

利用传输矩阵法,数值分析了光栅参数对折射率剖面非均匀的均匀光纤光栅及取样光纤光栅的透射谱、偏振关系损耗和偏振模色散的影响。计算结果表明,均匀光纤光栅的光栅条纹可见度及光栅周期对其偏振关系损耗和偏振模色散影响很大;改变取... 利用传输矩阵法,数值分析了光栅参数对折射率剖面非均匀的均匀光纤光栅及取样光纤光栅的透射谱、偏振关系损耗和偏振模色散的影响。计算结果表明,均匀光纤光栅的光栅条纹可见度及光栅周期对其偏振关系损耗和偏振模色散影响很大;改变取样光纤光栅的取样周期及光栅段长度,透射谐振峰的幅度、偏振关系损耗和偏振模色散的最大值均随取样光纤光栅长度的增加而递增。与靠近中心波长的谐振峰相比,折射率剖面非均匀导致的双折射对取样光纤光栅远离中心波长的谐振峰的影响较小。 展开更多

关键词 光纤光栅 取样光纤光栅 传输矩阵法 偏振关系损耗 偏振模色散

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取样光栅滤波的新型光纤甲烷差分检测系统 被引量：6

4

作者 吴希军 王玉田 +1 位作者 田瑞玲 刘学才 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期14-18,共5页

综合应用取样光纤光栅滤波和改进的差分吸收检测技术,实现了对甲烷气体等距分布的多条近红外吸收线的同时测量,完善了差分吸收技术应用于弱气体检测的理论。基于分子光谱学理论对谱带精细结构的分析,结合取样光纤光栅的梳状滤波思想,以1... 综合应用取样光纤光栅滤波和改进的差分吸收检测技术,实现了对甲烷气体等距分布的多条近红外吸收线的同时测量,完善了差分吸收技术应用于弱气体检测的理论。基于分子光谱学理论对谱带精细结构的分析,结合取样光纤光栅的梳状滤波思想,以1.66μm附近甲烷泛频(2v3)吸收光谱R支中的R4线为中心,同时对R3、R4和R5三条吸收线进行测量。为消除光源功率波动对测量结果的影响,利用两个同类型的取样光纤光栅实现对气体浓度的差分吸收检测。选用中心波长在R4附近的啁啾光纤光栅作为光学带通滤波器,利用PINPD实现对三条吸收线处光强的同时测量,由比值处理消除光源功率波动对测量结果的影响。通过实验验证了系统的可行性。 展开更多

关键词 光纤光学 取样光纤光栅 差分吸收 气体检测 格林气室

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取样光纤Bragg光栅的理论分析 被引量：4

5

作者 鲁韶华 许鸥 +2 位作者 董小伟 李彬 简水生 《北京交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期11-14,共4页

根据Turan Erdogan耦合模理论,从普通单模光纤Bragg光栅的耦合模方程出发,推导了前向基模与后向基模的幅度、均匀光栅反射率及传输矩阵的表达式,并且为了方便传输矩阵的推导,在边界条件的处理上采用了与一般文献不同的方法.在此基础上... 根据Turan Erdogan耦合模理论,从普通单模光纤Bragg光栅的耦合模方程出发,推导了前向基模与后向基模的幅度、均匀光栅反射率及传输矩阵的表达式,并且为了方便传输矩阵的推导,在边界条件的处理上采用了与一般文献不同的方法.在此基础上用传输矩阵法对取样均匀光纤Bragg光栅进行了理论分析,并依据此方法对取样光栅的反射谱进行了数值仿真,通过对仿真结果的比较,总结了"净光栅"长度、占空比T、取样周期p等参数对取样光栅反射谱特性的影响. 展开更多

关键词 光纤器件 取样光纤光栅 传输矩阵法 耦合模理论

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基于高双折射取样啁啾光纤光栅的动态PMD补偿 被引量：4

6

作者 陈颖 朱奇光 李志全 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期694-698,共5页

为了解决高速光纤通信系统中偏振模色散(PMD)补偿问题,提出了基于高双折射线性啁啾光纤光栅的线性应变梯度悬臂梁的结构设计;同时,考虑到波分复用系统中不同信道PMD值不同,提出了取样啁啾(CSP)与周期啁啾(CGP)的等效,通过应变测试,验证... 为了解决高速光纤通信系统中偏振模色散(PMD)补偿问题,提出了基于高双折射线性啁啾光纤光栅的线性应变梯度悬臂梁的结构设计;同时,考虑到波分复用系统中不同信道PMD值不同,提出了取样啁啾(CSP)与周期啁啾(CGP)的等效,通过应变测试,验证了等效啁啾的可行性。利用带有CSP的高双折射取样光纤光栅制成多信道PMD补偿器,并进行了40 Gb/s的传输系统PMD补偿实验,最大可补偿差分群时延(DGD)为58.6 ps,补偿后信号眼图张开度有明显改善,信号传输误码率可降至3.59e-16。 展开更多

关键词 偏振模色散补偿 双折射 高双折射线性啁啾光纤光栅 高双折射取样光纤光栅

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折射率周期分布取样光纤Bragg光栅的快速分析方法 被引量：5

7

作者 周志 潘炜 +2 位作者 罗斌 邹喜华 张伟利 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2266-2269,共4页

基于Chebyshev恒等关系,提出了一种分析折射率周期分布取样光纤Bragg光栅(Sampled Fiber Bragg Grating,SFBG)的快速方法.这类SFBG由许多结构一致的折射率分布周期构成,对应计算过程中多次重复的幺模矩阵运算,计算效率低;利用Chebyshev... 基于Chebyshev恒等关系,提出了一种分析折射率周期分布取样光纤Bragg光栅(Sampled Fiber Bragg Grating,SFBG)的快速方法.这类SFBG由许多结构一致的折射率分布周期构成,对应计算过程中多次重复的幺模矩阵运算,计算效率低;利用Chebyshev关系可将传输矩阵的幂运算简化为一次矩阵运算,因而这种快速算法能有效地简化计算.应用此方法分析两种典型的周期性结构光栅(周期啁啾SFBG和二元相位SFBG) ,数值结果充分验证了其计算速度上的优势. 展开更多

关键词 光纤光学 取样光纤Bragg光栅(SFBG) 传输矩阵法 Chebyshev恒等关系

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取样啁啾光纤光栅特性分析的新方法 被引量：5

8

作者 李春赟 孙成城 于小宁 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期64-67,共4页

文中应用相干理论对取样啁啾光纤光栅 (SCFG)进行了研究 ,提出了一种新的分析方法。它和通常所用的基于耦合波方程的传输矩阵法相比 ,不仅可以计算出SCFG的反射谱和时延谱 ,还可以推导出SCFG反射率的公式 ,从中得到信道间隔 ,信道带宽 ... 文中应用相干理论对取样啁啾光纤光栅 (SCFG)进行了研究 ,提出了一种新的分析方法。它和通常所用的基于耦合波方程的传输矩阵法相比 ,不仅可以计算出SCFG的反射谱和时延谱 ,还可以推导出SCFG反射率的公式 ,从中得到信道间隔 ,信道带宽 ,信道数目 ,反射率大小与SCFG参数的关系。因此这种新的分析方法更加系统 ,更加完善 ,对SCFG的设计和研制具有很好的指导作用。 展开更多

关键词 取样啁啾光纤光栅 色散补偿 时间延迟 SCFG 反射率

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取样光纤布拉格光栅的特性分析 被引量：9

9

作者 王燕 叶志清 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2002年第2期174-177,共4页

应用传输矩阵法对取样光纤布拉格光栅的传输特性进行了理论分析 .随着取样光栅各参数的变化 ,得出均匀取样光栅、变迹取样光栅、啁啾取样光栅的反射光谱特性 .经数值计算知道 ,通过改变光栅长度、折射率调制幅度、变迹、啁啾等均可影响... 应用传输矩阵法对取样光纤布拉格光栅的传输特性进行了理论分析 .随着取样光栅各参数的变化 ,得出均匀取样光栅、变迹取样光栅、啁啾取样光栅的反射光谱特性 .经数值计算知道 ,通过改变光栅长度、折射率调制幅度、变迹、啁啾等均可影响反射谱的峰值及带宽 。 展开更多

关键词 特性分析 取样光纤布拉格光栅 传输矩阵法 反射谱 变迹 啁啾 传输特性 光栅长度

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基于非均匀取样布拉格光纤光栅Interleaver的设计 被引量：5

10

作者 张兴娇 叶志清 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期313-316,共4页

对于光纤通信领域有限的带宽资源,波分复用与解复用器件Interleaver是未来密集型波分复用(DWDM)光纤通信网中的关键器件。为此结合非均匀取样光栅Interleaver的基本设计原理,运用耦合模理论和矩阵传输方法对非均匀取样光纤布拉格光栅的... 对于光纤通信领域有限的带宽资源,波分复用与解复用器件Interleaver是未来密集型波分复用(DWDM)光纤通信网中的关键器件。为此结合非均匀取样光栅Interleaver的基本设计原理,运用耦合模理论和矩阵传输方法对非均匀取样光纤布拉格光栅的传输特性进行了数值模拟计算,并设计了信道间隔为0.8nm的设计实例,反射谱峰值均匀达到80%～95%,传输通道间隔稳定均匀,时延和色散均匀,时延抖动小于200ps。 展开更多

关键词 非均匀取样 取样布拉格光纤光栅 INTERLEAVER 矩阵传输方法

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取样长周期光纤光栅多通道带阻滤波器 被引量：2

11

作者 韩军 盛秋琴 +1 位作者 陈凯 董孝义 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期510-515,共6页

提出一种基于取样长周期光纤光栅制作的多通道带阻滤波器,采用不同的分析方法对其传输特性进行了较详细的分析,分别给出光栅参数与其透射特性和时延特性之间的关系,并得到具有一致性的结果,由此得出的结论对器件的优化设计具有实际指导... 提出一种基于取样长周期光纤光栅制作的多通道带阻滤波器,采用不同的分析方法对其传输特性进行了较详细的分析,分别给出光栅参数与其透射特性和时延特性之间的关系,并得到具有一致性的结果,由此得出的结论对器件的优化设计具有实际指导意义。 展开更多

关键词 纤维与波导光学 取样长周期光纤光栅 傅里叶变换 马赫-泽德干涉仪 Bloch波

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取样光纤Bragg光栅特性及其通信应用的研究 被引量：1

12

作者 吕振 董璞 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第4期19-21,共3页

用传输矩阵法对取样均匀光纤Bragg光栅进行了理论分析,并依据此方法对取样光栅的反射谱进行了数值仿真。研究表明:随着光栅长度的增加和采样率、折射率调制深度的减少,反射峰的均匀性得到了改善,旁瓣的反射率变小,带宽明显变窄,而反射... 用传输矩阵法对取样均匀光纤Bragg光栅进行了理论分析,并依据此方法对取样光栅的反射谱进行了数值仿真。研究表明:随着光栅长度的增加和采样率、折射率调制深度的减少,反射峰的均匀性得到了改善,旁瓣的反射率变小,带宽明显变窄,而反射峰间隔保持不变。反射峰的间隔由光栅周期决定,与采样率无关。基于取样光栅的独特反射谱特性,对其作为光子器件的结构图作了探讨。 展开更多

关键词 取样光纤Bragg光栅 传输矩阵法 耦合模理论

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取样布拉格光纤光栅的谐振方程 被引量：1

13

作者 张自嘉 王昌明 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期552-554,557,共4页

利用傅里叶变换和耦合模理论得到了取样布拉格光纤光栅的谐振方程,确定了其多谐振峰的位置。这一方程与光栅的周期和取样周期有关,它们共同确定了各反射峰的中心波长,与取样时的占空比、光栅长度和耦合系数没有关系。将谐振方程确定的... 利用傅里叶变换和耦合模理论得到了取样布拉格光纤光栅的谐振方程,确定了其多谐振峰的位置。这一方程与光栅的周期和取样周期有关,它们共同确定了各反射峰的中心波长,与取样时的占空比、光栅长度和耦合系数没有关系。将谐振方程确定的谐振峰位置和传输矩阵得到的结果进行了比较,二者是一致的。利用谐振方程可以方便地得到取样布拉格光纤光栅的反射峰间隔。本文的结论对研究、设计和制作取样布拉格光纤光栅具有参考意义。 展开更多

关键词 纤维光学 取样布拉格光纤光栅 谐振方程 梳状光谱

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应用于全光网络的取样布拉格光纤光栅Interleaver设计(英文) 被引量：1

14

作者 蒋泽 刘丽莉 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期54-58,共5页

基于取样光纤布拉格光栅(SFBG)的光Interleaver能将一路光信号解复用为两路奇偶波长信号,具有插入损耗低、各信道反射率均匀和低色散等优点,特别适用于未来全光DWDM中波长复用/解复用、插入/分离。为此介绍了取样光栅Interleaver的基本... 基于取样光纤布拉格光栅(SFBG)的光Interleaver能将一路光信号解复用为两路奇偶波长信号,具有插入损耗低、各信道反射率均匀和低色散等优点,特别适用于未来全光DWDM中波长复用/解复用、插入/分离。为此介绍了取样光栅Interleaver的基本设计理论,给出了设计实例,对取样光栅Interleaver等光器件的实用化有一定的参考意义。 展开更多

关键词 全光网络 取样光纤布拉格光栅 光梳状分波器 光栅设计

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取样线性chirped光纤光栅的制作及其色散特性

15

作者 韦占雄 李惠萍 等 《光子学报》 EI CAS CSCD 2000年第Z01期374-376,共3页

本文用扫描曝光法制作出8cm长取样线性chirped光纤光栅，并对其中三个主要的反射峰带宽范围内的时延特性进行测试。光栅三个反射峰内均有接近线性的时延曲线，且色散值基本相同。可见，一支样线性chirped光纤光栅可以用来补偿光通信系... 本文用扫描曝光法制作出8cm长取样线性chirped光纤光栅，并对其中三个主要的反射峰带宽范围内的时延特性进行测试。光栅三个反射峰内均有接近线性的时延曲线，且色散值基本相同。可见，一支样线性chirped光纤光栅可以用来补偿光通信系统中路波长信号的色散。 展开更多

关键词 色散补偿 取样线性chirped光纤光栅 时延特性

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取样光纤布拉格光栅特性的研究 被引量：1

16

作者 肖永良 秦子雄 +1 位作者 曾庆科 韦芙芽 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期49-51,69,共4页

用传输矩阵法从理论上计算了取样光纤布拉格光栅的反射谱特性。这种方法将光栅视为多层均匀薄膜的叠加,利用每一层的传输矩阵相乘获得了光栅的反射谱特性。研究表明,随着光栅长度的增加和采样率、折射率调制深度的减少,反射峰的均匀性... 用传输矩阵法从理论上计算了取样光纤布拉格光栅的反射谱特性。这种方法将光栅视为多层均匀薄膜的叠加,利用每一层的传输矩阵相乘获得了光栅的反射谱特性。研究表明,随着光栅长度的增加和采样率、折射率调制深度的减少,反射峰的均匀性得到了改善,旁瓣的反射率变小,带宽明显变窄,而反射峰间隔保持不变。反射峰的间隔由光栅周期决定,与采样率无关,而某些文献则要求采样率小于10%。这与频谱分析所得结论相吻合。 展开更多

关键词 光纤光栅 取样光纤布拉格光栅 反射谱 传输矩阵

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基于保偏光纤取样光栅的宽频带滤波方法 被引量：1

17

作者 雷永庆 李亚娟 +2 位作者 徐晓峰 韦珏 康智慧 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2434-2438,共5页

提出一种新型刻录在保偏光纤上的取样布喇格光纤光栅.利用耦合模方程分析了此种光纤光栅的光谱特性,并利用切趾函数对光栅的输出谱进行了优化处理,最终可以实现高品质的宽频带多波长滤波.频带宽度为普通取样布喇格光纤光栅的2倍,经过切... 提出一种新型刻录在保偏光纤上的取样布喇格光纤光栅.利用耦合模方程分析了此种光纤光栅的光谱特性,并利用切趾函数对光栅的输出谱进行了优化处理,最终可以实现高品质的宽频带多波长滤波.频带宽度为普通取样布喇格光纤光栅的2倍,经过切趾处理后,此种光纤光栅的边模抑制比也有显著提高. 展开更多

关键词 取样光纤布喇格光栅 保偏光纤 密集波分复用系统 多波长滤波器

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取样光纤Bragg光栅特性的数值模拟分析 被引量：2

18

作者 刘晴 黄勇林 《光通信研究》 北大核心 2010年第6期39-41,共3页

文章应用传输矩阵法对取样光纤布拉格光栅(SFBG)的反射谱进行了数值模拟,并分析了折射率调制幅度、占空比、取样周期和光栅长度等光栅参数对其反射谱的影响,在此基础上用切趾函数对其进行旁瓣干扰处理,得到了较为理想的8通道SFBG反射谱。

关键词 取样光纤布拉格光栅 传输矩阵 反射谱 切趾函数

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二元相位取样光纤Bragg光栅型光分插复用器方案

19

作者 余天威 《光通信研究》 北大核心 2010年第6期36-38,共3页

结合马赫-曾德干涉仪(MZI)和二元相位取样光纤布拉格光栅(BP-SFBG)构造出了一种具备多信道处理功能的光分插复用器(OADM)。首先利用传输矩阵法建立了OADM的理论模型,再结合传输矩阵法和Chebyshev恒等式实现对BP-SFBG的快速分析和计算;... 结合马赫-曾德干涉仪(MZI)和二元相位取样光纤布拉格光栅(BP-SFBG)构造出了一种具备多信道处理功能的光分插复用器(OADM)。首先利用传输矩阵法建立了OADM的理论模型,再结合传输矩阵法和Chebyshev恒等式实现对BP-SFBG的快速分析和计算;最后给出了一个仿真设计的实例,数值结果表现出了良好的性能,为具体器件的研制提供了有益的参考。 展开更多

关键词 光学器件 光分插复用器 二元相位取样光纤Bragg光栅 马赫-曾德干涉仪

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应用于全光网的取样布拉格光纤光栅数字波分复用器设计

20

作者 刘丽莉 王克成 李陵涛 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期60-61,共2页

未来全光网促进了新型光数字波分复用器interleaver的发展.基于取样光纤布拉格光栅的interleaver具有低插入损耗、多信道均匀反射峰和低色散等优点,特别适用于全光网的波长复用/解复用、插入/分离。为此提出了基于取样布拉格光纤光栅Int... 未来全光网促进了新型光数字波分复用器interleaver的发展.基于取样光纤布拉格光栅的interleaver具有低插入损耗、多信道均匀反射峰和低色散等优点,特别适用于全光网的波长复用/解复用、插入/分离。为此提出了基于取样布拉格光纤光栅Interleaver的设计理论方法,合理设计其结构参数,并对其多波长滤波输出谱进行数值仿真,从而在<50GHZ的DWDM窄带间隔实现均衡多波长滤波。这对光纤光栅在全光网的应用研究有一定的理论意义和工程应用参考价值。 展开更多

关键词 全光网 取样光纤布拉格光栅 INTERLEAVER 光滤波 数值仿真

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