980nm滤波器及新型抗弯光纤中写入的长周期光纤光栅

摘要

光纤光栅在光纤传感和光纤通信中有着非常广泛的应用，已成为其中至关重要的器件之一。作为一种全光纤结构的器件，光纤光栅有低插入损耗、高反射损耗或消光比、以及低成本等优势。更重要的是，在光纤光栅的制作过程中，我们可以根据实际的应用需要来选择制作方法和参数来实现所需要的光谱特性。长周期光纤光栅自20世纪90年代出现以来，因其与布拉格光纤光栅很好的光谱互补性，引起了人们越来越多的关注。
　　随着经济社会的快速发展，人们对通信速度的要求越来越高，这就要求通信带宽的增加，而作为长距离光纤通信的关键器件之一，掺铒光纤放大器(EDFAs)的工作带宽也必须有所增加才能满足要求。因此，新的超宽带掺铒光纤放大器的研究就是必须的。掺铒光纤放大器中，都会在输出端加一个波分复用器(WDM)用来滤除剩余的泵浦光，消除其对通信的影响。现在商用的980/C+L-Band波分复用器对980nm波段的光的抑制一般不超过20dB，对泵浦光的滤除有限。
　　为了更好的滤除980nm波段的泵浦光，本文首次提出和制作了一种新的长周期光纤光栅滤波器。该长周期光纤光栅滤波器是利用高频CO2激光器在商用的硼锗共掺光敏光纤上进行周期性曝光制作而成。在制作过程中，我们通过不断调整和优化光栅参数以及高频CO2激光器相关参数得到了符合要求的光栅光谱图，使得其在980nm波段的抑制达到了26dB，在C+L波段的损耗小于0.8dB，而且比较平坦，可很好的与增益平坦器级联使用，偏振相关损耗小于0.1dB，并且该滤波器有很好热稳定性。该光纤光栅的制作为进一步研究这种滤波器提供了一个方向，为进一步优化和改善该滤波器的性能奠定了基础。
　　随着光通信的发展，对作为光通信的基本传输介质——光纤的研究也逐渐深入。为了满足光纤到户发展的需要，美国康宁公司于2009年发布了一种适用于光纤到户的超低损耗的抗弯光纤。该光纤与普通光纤相比，多了一个距离纤芯8-14微米厚度为2-10微米的环行纳米结构。与以前的抗弯光纤相比，它与普通的通信用单模光纤具有更好的兼容性，二者之间的熔接损耗较小。
　　鉴于这种光纤的特种结构，本文利用CO2激光器在这种光纤上写入了长周期光纤光栅，并对其温度和应变特性进行了研究，发现了一些特有的现象。并在理论上对这些现象进行了分析与解释，为以后进一步研究该光纤上写入的长周期光纤光栅提供了一定的依据和参考。

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缩略词表

第一章 绪论

1.1光纤光栅的发展

1.2长周期光纤光栅的应用

1.3本文研究的主要目标和内容安排

第二章 基于长周期光纤光栅的980nm滤波器

2.1 980nm滤波器的提出

2.2 980nm滤波器周期的计算

2.3 980nm滤波器的制作

2.4 980nm滤波器和980/C+L WDM的比较

2.5本章总结

第三章 基于新型抗弯光纤的长周期光纤光栅的制作

3.1新型抗弯光纤

3.2新型抗弯光纤中写入长周期光纤光栅的方法

3.3新型抗弯光纤中写入长周期光纤光栅的谱特性

3.4和其他长周期光纤光栅的透射谱的比较

3.5本章小结

第四章 基于新型抗弯光纤的长周期光纤光栅的温度与应变特性实验研究

4.1温度特性实验研究

4.2应变特性实验研究

4.3与其他长周期光纤光栅的温度和应变特性的比较

4.4本章小结

第五章 结束语

5.1 全文总结及主要贡献

5.2 对下一步研究的建议及未来研究方向

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果