基于透射型塑料相位光栅的POF波分复用器的研究

摘要

塑料光纤具有芯径大、数值孔径大、韧性好、对接容易、成本低等优点，在传输距离短、业务繁多的城域接入网中具有相当可观的应用前景。
　　 波分复用能够有效利用塑料光纤的带宽资源，实现不同类型的业务信号的同时传输，是提高城域接入网的有效接入带宽，解决最后100～1000 米城域接入网带宽瓶颈的较好方案。本文根据透射型相位光栅的波分复用原理，提出一种采用模压工艺原理，以透射型石英玻璃相位光栅为模板，聚碳酸酯薄片为基底材料制作透射型塑料相位光栅波分复用器的方法。
　　 设计了实验装置的系统光路，对透射型塑料相位光栅和透射型石英玻璃相位光栅的衍射特性进行了测试和比较分析，重点研究了模压温度、模压压力对透射型塑料相位光栅光学性能的影响，实验表明，在最佳工艺条件下，透射型塑料相位光栅的衍射特性与透射型石英玻璃相位光栅的衍射特性基本一致。此外，在相同的刻槽深度下，透射型塑料相位光栅比透射型石英玻璃相位光栅具有更高的1级衍射效率，可用作波分复用器。
　　 根据波分复用器主要性能参数的特点，设计了透射型塑料相位光栅波分复用器的性能测试装置的系统光路，并采用了普亮型单色LED作为测试光源，阶跃型塑料光纤作为接收和传导光纤，完成了对透射型塑料相位波分复用器的温度特性、插入损耗、隔离度、偏振相关损耗和通带特性的测试和分析。测试结果表明，透射型塑料相位光栅波分复用器具有较稳定的温度特性、小于5dB的插入损耗、大于20dB的隔离度，小于0.4dB的偏振相关损耗和较陡直的通带特性。