光纤布喇格光栅切趾特性及自致啁啾效应研究

摘要

简要介绍了光纤光栅的发展状况、制作方法和应用领域。阐述了切趾光栅的研究意义和作用机理,并介绍了几种常见的切趾光栅的制作方法。 叙述了光纤光栅的三种理论分析方法：耦合模理论、传输矩阵法和傅氏变换法。 根据耦合模理论,采用传输矩阵法分析了相位掩模法制作的光纤布喇格光栅的反射谱特性。模拟了几种典型函数的切趾光栅的反射谱,分析了不同切趾函数对光栅反射谱的影响。 设计了一种新的写制光纤光栅的光路,并利用高斯激光光束写制出具有短波自致啁啾效应的切趾光栅(光栅长度0.015m)。在此基础上,对这种具有短波自致啁啾效应的光纤光栅进行了物理切割(剩余光栅的长度分别取0.007m和0.0055m),得到了一种新型的具有长波自致啁啾效应的光纤光栅。原本的自致啁啾光栅反射谱中旁瓣分布在短波长方向,而得到的新型自致啁啾光栅的反射谱中长波长方向的旁瓣更为明显。 基于对光纤布喇格光栅自致啁啾效应的分析,提出一种新型类高斯切趾函数,以此函数对自致啁啾效应进行数值模拟,得到了与实验结果相一致的光谱图。 阐述了数值模拟过程中常见的一些错误,通过对这些错误产生的原因进行分析,进而提出了对传输矩阵法进行修正的方法。

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第一章 绪论

1.1光纤光栅简介及发展状况

1.1.1光纤光栅简介

1.1.2光纤光栅发展过程

1.2光纤光栅制作方法及应用领域

1.2.1光纤光栅制作方法

1.2.2光纤光栅应用领域

1.3光纤光栅切趾技术

1.3.1切趾技术简介

1.3.2切趾光栅制作方法

1.4本文的创新点

第二章光纤光栅的理论分析

2.1光纤布喇格光栅理论模型

2.2耦合模理论

2.3传输矩阵法

2.4傅氏变换法

第三章切趾光栅的理论分析

3.1一般函数的切趾

3.1.1线性函数切趾

3.1.2高斯函数切趾

3.1.3超高斯函数切趾

3.1.4余弦函数切趾

3.1.5升余弦函数切趾

3.1.6 e指数函数切趾

3.2特殊函数的切趾

3.2.1复合函数切趾

3.2.2分段函数切趾

3.2.3包络与反射谱的关系

第四章光纤布喇格光栅自致啁啾效应的研究

4.1 光纤光栅自致啁啾效应

4.1.1产生机理

4.1.2抑制方法

4.2实验装置和理论基础

4.2.1实验装置

4.2.2理论基础

4.3实验结果和数值模拟

4.3.1实验结果

4.3.2类高斯切趾函数

第五章传输矩阵法的改进

5.1 传输矩阵在MATLAB中的表示方法

5.2传输矩阵的归一化

5.3 传输矩阵中参数被零除的修正

第六章总结与展望

参考文献

个人简历 硕士期间参加的科研项目和发表(含接收)的论文

致谢