光纤光栅及其在全光网络节点设备中的应用

摘要

目前传统的光纤通信网正向下一代全光通信网快速演进，全光网络成为宽带通信网未来的主要发展目标，光纤光栅作为一种在光纤通信中有着广泛应用前景的基础性光学器件，对其特性和应用的研究与开发一直是国际热门课题。其中基于光纤光栅(FBG)的OADM具有很好的频谱特性，并显示出全光纤型器件的优点，在全光通信领域具有广泛的应用价值。因此利用FBG型的OADM是一种有前途的OADM。 本课题首先全面介绍了全光网络的概念，关键技术、节点设备，重点指出OADM在全光通信中的重要性和应用，按照四种分类对其工作原理、特性做了分析，特别是光纤光栅型OADM的应用价值和原理，对主流的三种FBG型OADM进行了分析比较。继而重点分析了光纤光栅的耦合模理论，结合该理论介绍了几种常见的用来计算光纤光栅的数值计算方法，分别对计算原理和过程进行了分析推导，通过比较，选择传输矩阵法作为本文研究的主要方法贯穿于整个模拟仿真当中。在对不同类型光纤光栅光谱特性理论分析的基础上，讨论了各种参数对其滤波特性的影响，获得了一些有益的结论。特别是对海明函数的切趾效果与传统的高斯切趾等做了详细比较，得出其用于光栅滤波的优势。进而重点分析了光纤光栅的光谱特性在OADM中的应用，实现了光纤光栅在全光网络节点设备，主要是OADM中的应用：选择了滤波特性优良且实现简易的摩尔光栅，通过数值仿真分析讨论了其光谱特性随光栅长度、折变量和啁啾量三个参变量的变化特性，依据规律设计实现了符合DWDM信道标准的一次上/下12个波长的OADM；采用取样光栅，通过大量数值仿真，总结得出其光谱特性随光栅长度、折变量、取样周期、取样率、啁啾系数五个参变量变化的规律，实验设计出可用于全光传输一次上/下16路波长的OADM。论文并对光纤光栅在OXC当中的应用做了简要分析和展望。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主题词

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第一章：绪论

1.1全光网络

1.1.1全光网络概念与结构

1.1.2全光网络关键技术与发展状况

1.2光分插复用器(OADM)

1.2.1光分/插复用器在全光网络中的作用

1.2.2光分/插复用器的基本要求和分类

1.2.3光纤光栅型OADM

1.3论文的主要内容

参考文献：

第二章：光纤光栅理论及数值计算方法

2.1光纤光栅基础理论

2.1.1光纤光栅的光敏性和光学特性

2.1.2光纤光栅的制作方法

2.1.3光纤光栅的可调谐技术

2.1.4光纤光栅在全光网络中的应用

2.2光纤光栅的耦合模理论

2.2.1光纤光栅的衍射理论

2.2.2光纤光栅的双模耦合

2.3数值计算方法

2.3.1耦合模算法

2.3.2龙格-库塔法

2.3.3传输矩阵法

参考文献：

第三章：光纤光栅特性分析及应用

3.1典型光纤光栅的折射率分布和光谱特性研究

3.1.1均匀周期性光栅

3.1.2切趾光栅

3.1.3啁啾光栅

3.1.4长周期光栅

3.1.5相移光栅

3.1.6摩尔光栅

3.1.7取样光栅

3.2光纤光栅各参数对于滤波特性的影响讨论

3.2.1光栅长度L对反射谱的影响

3.2.2折变量(δn)对反射谱的影响

3.2.3海明函数对反射谱的影响

参考文献：

第四章：光纤光栅在全光网络节点设备中的应用

4.1全光网络节点设备

4.2光纤光栅的光谱特性在OADM中的应用分析

4.3基于摩尔光栅的OADM的实现

4.3.1摩尔光栅仿真分析

4.3.2基于摩尔光栅的OADM实现方案

4.4基于取样光栅的OADM的实现

4.4.1取样光栅仿真分析

4.4.2基于取样光栅的OADM实现方案

4.5光纤光栅在OXC中的应用

参考文献：

第五章：总结

感谢词