基于光纤光栅技术可调色散补偿器的研制

论文摘要

在光通信系统中,众多难题之一是光信号在长距离光纤传输后会产生色散现象。色散是指光脉冲中不同的频谱分量在光纤中传播的速度不同,它会导致光信号在沿光纤传输时发生光脉冲展宽、变形,使得光信号产生重叠和串扰,从而影响了信号的完整性,限制了传输速率和传输带宽。随着传输速率的提高,色散对系统的影响变得更加严重。对于普遍使用的G.652单模光纤而言,在1550nm窗口处的色散值大约是17ps/(nm*km),而作为波长的函数,这个值在1530nm到1565nm之间是变化的。40Gb/s速率传输系统的色散容为50ps/nm,且系统色散值随着传输模式、温度变化、调制格式等因素的变化而变化,这就使得40Gb/s密集波分复用(DWDM)系统不仅需要固定色散补偿装置,更需要能动态调谐色散补偿值的技术。本文第一章简要论述了色散补偿的意义和方法,并说明了可调色散补偿模块应用的必要性；第二章对光纤光栅的理论和光谱特性做了一定的分析,并列举了几种主要的光栅制作方法；第三章讨论了当前可调色散补偿器技术的进展和展望；第四章对动态色散补偿模块的结构进行了说明,并分析了光纤光栅在温度场下光谱特性的变化；第五章对可调色散补偿器的制作方案进行了详细的说明,并对器件样品进行了测试。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 第2章 BRAGG光纤光栅概述
• 2.1 光纤光栅简介
• 2.2 BRAGG光纤光栅理论模型
• 2.2.1 耦合模理论
• 2.2.2 介质分层理论
• 2.3 BRAGG光纤光栅光谱分析
• 2.4 BRAGG光纤光栅制作方法概述
• 2.4.1 驻波法
• 2.4.2 全息干涉法
• 2.4.3 相位掩模法
• 2.5 多信道光纤光栅
• 第3章 可调色散补偿器国内外研究进展
• 3.1 啁啾BRAGG光纤光栅技术
• 3.1.1 线性啁啾光纤光栅
• 3.1.2 非线性啁啾光纤光栅
• 3.2 虚拟图像位移阵列（VIPA）
• 3.3 平面光波回路（PLC）技术
• 第4章 基于BRAGG光纤光栅技术的可调色散补偿器的设计
• 4.1 可调色散补偿模块在系统工作中的总体设计
• 4.2 温度场对线性啁啾光纤光栅影响
• 4.2.1 温度场对中心波长的影响
• 4.2.2 温度场对带宽的影响
• 4.2.3 温度场对色散的影响
• 4.2.4 温度场对多信道双光栅的影响
• 第5章 基于BRAGG光纤光栅技术的可调色散补偿器的制作与测试
• 5.1 啁啾光纤光栅制作系统
• 5.2 可调色散补偿器的制作
• 5.3 可调色散补偿器的测试
• 5.3.1 单光栅色散调节实验
• 5.3.2 双光栅色散调节实验
• 第6章 总结
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 问题与改进
• 参考文献
• 致谢
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文