特殊结构光纤光栅的.研究和应用

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。【30】学位论文作者签名：签字日期：年月日12l学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，

2、并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：兽韶竿导师签名：签字日期：加7年石月I厂日签字PlCa：．砷年石月侈日致谢首先要感谢我的导师简水生院士，本论文的工作就是在简老师的悉心指导和不断勉励下完成的，从最初的研究方向、论文的选题到最终完成，无不凝聚着恩师的智慧和心血以及恩师对我的关心和教诲。恩师的拳拳报国之心以及对光纤通信事业忘我的献身精神时刻感召着我努力学习、勤奋工作；恩师博大精深的学术

3、造诣、严谨求实的治学态度和科学高效的工作方法给了我极大的帮助和影响，这些都是使我终生受益的宝贵财富。几年寒窗，我所收获的不仅仅是愈加丰厚的知识，更重要的是在科研实践中所培养的思维方式、表达能力和广阔视野。这些都要归功于恩师的培养和教导j在此对恩师表示最诚挚和最衷心的感谢!其次要感谢光波所所有帮助我、关心我、和我一起学习工作过的老师和同学们。感谢延凤平教授、娄淑琴教授、裴丽教授、宁提纲教授、简伟高工、魏淮副教授、谭中伟副教授、傅永军副教授、刘艳讲师、董小伟讲师在理论和实验方面的帮助和指导；也感谢江中澳教授、李唐军教

4、授、王均宏教授、陈根祥教授、王目光副教授、李艳涛老师的无私帮助和鼓励。感谢光栅组的许鸥、冯素春、王燕花、任文华等同学的团结协作，感谢卫延博士、郑凯博士、张帆博士、王春灿博士，他们对于我的研究工作和论文都提出了许多宝贵意见，在此表示衷心的感谢。还要感谢郭铁英、吕博、李坚、陶沛霖和祁春慧等同学给予的关心和帮助。很庆幸这些年来我遇到了许多良师益友，无论在学习上、生活上还是工作上都给予了我无私的帮助和热心的照顾，让我在诸多方面都有所成长。感恩之情难以用语言量度，谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。还要感谢我的父母二十多年来

5、的养育和教育之恩，他们含辛茹苦，在精神和物质上给了我莫大的鼓励和资助，父母的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业，我也将竭尽所能去报答他们。绪论1．1引言第1章绪论光通信的起源可以追溯到3000年前的周朝，那时人们用篝火来传递有无敌情的消息。由于没有有效的光源和传输媒质的出现，几千年来光通信一直停留在可视距离内传递信息的初级阶段。工业革命使人类进入了一个新纪元，人们的生活范围和交往范围也随之扩展，电信技术的出现极大的满足了人们交流的需求、推动了社会的发展，并在很长一段时间内支配着整个通信系统。但是随着传输系统

6、容量的迅速攀升，电子交换和信息处理网络的发展已经接近了电子速率的极限。而具有巨大带宽资源和优异传输性能的光纤则成为实现高速大容量传输系统的理想媒质，光纤通信技术飞速发展，取得了令人瞩目的成就【lo】。目前单信道速率为lOGb／s的DWDM(DenseWavelengthDivisionMultiplexing)，密集波分复用)系统已经规模化商用【4】【5】，40Gb／s系统也已通过了跨洋传输【6】f71，光纤通信技术以其巨大的带宽资源和相对低廉的制造成本在通信传输领域逐渐取得了支配性地位。更大的传输容量、更远的传

7、输距离和更高的信息传输质量一直是光纤通信技术不断前进的方向，于是，基于波分复用技术和全光交换技术的全光通信网应运而生。同传统通信网和现行的光通信系统相比，WDM全光网具有很多优点哺J，它以波长来选择路由，客服了“电子瓶颈"，具有对传输码率、数据格式以及调制方式的透明性，而且具备良好的可扩展性和可重构性，已成为世界上许多国家研究机构和通信公司的研究热点，是宽带通信网未来发展的目标，而要实现这样的目标需要靠先进的光子器件及技术来保证。尽管非光纤型的激光器、控制器及光放大器能够实现全光通信，但光纤型器件明显具有与光纤系

8、统兼容性好、易于集成的优势。因而，当系统中使用均由光纤制成的激光器、传输线和探测器时，即构成光纤一体化的全光通信系统，该系统的性能会得到大幅提高，由此可见全光纤型器件对全光通信技术的影响。光纤光栅是最具代表性的全光纤型器件，受到了人们的广泛关注，随着研究的深入以及制作技术的不断提高，其独特的光谱特性及良好的应用前景越来越引起光通信领域的关注，并被认为是继EDFA之后光纤通