相位取样型光纤光栅多信道幅频与相频滤波性能研究

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1、万方数据国内图书分类号：TN253国际图书分类号：621．39西南交通大学研究生学位论文密级：公开笠姓名周主浏申请学位级别工堂亟±专指导老师鱼＆塞垡量』塾援二零一四年六月万方数据ClassifiedIndex：TN253U．D．C：621．39SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisInvestigationontheMulti—channelAmplitude--FrequencyandPhase--FrequencyFilteringPerformancesofPhase--SampledFiberGratings—Grade：2011C

2、andidate：FengzhouZhouAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeofEngineeringSpeciality：CommunicationandInformationSystemSupervisor：AssociateProfessorXihuaZouJune．2014万方数据西南交通大学四南父逋大字学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印

3、、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密∥使用本授权书。(请在以上方框内打“v”)学位论文作者签名：／钟哆嘿沙饥夕．夕指矧磁：卵毕日期：加／尹、7、气万方数据西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1、在相位取样型光纤光栅理论分析的基础上，结合模拟退火算法设计常规带宽多信道滤波器(带宽>0．1nm)，分别得到了离散型及连续型相位取样下相位值优化分布结果，获得的多个反射信道的幅频响应具有较好一致性且衍射效率较高。进而，引入线性啁啾，每个信道对应的相频响应的相位处理功能得到拓展，具备一定

4、色散处理或补偿功能。并以仿真形式给出了上述多信道幅频响应和相频响应的数值结果。2、为设计窄带多信道滤波器(带宽<10GHz)，分别在离散型和连续型取样光纤光栅中引入单个或者多个79相移，从而在多个常规带宽反射带中形成了多个窄带透射峰，即多个窄带透射信道。通过数值仿真，以9信道滤波器为例，单个相移时的幅频响应带宽达到1GHz，多个相移时的幅频响应带宽约为6GHz。对应的相频响应表现为引入相移后，时延特性出现了波动，随着相移数目的增加，波动趋于稳定。同时，分析了相移数目、相移分布对窄带多信道幅频响应和相频响应的影响。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中

5、已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的～切法律责任将由本人承担。学位论文作者签日期：气■锄一慨水彳万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要光纤光栅具有灵活的滤波性能、易于光纤系统融合、插入损耗低、制作简单等特点，因而成为国内外研究的热点。相位取样光纤光栅是光纤光栅技术不断发展的产物，不但频谱上表现出梳状的多信道，而且通过对折射率分布的相位、幅度等进行调制可以得到更多新颖的频谱特性，因此在滤波、传感、动态色散补偿等领域具有重要的应用价值。本文以此背景为切入

6、点选题，着重研究和分析了基于相位取样型光纤光栅的常规带宽多信道滤波器和窄带多信道滤波器的幅频响应和相频响应。首先，分析了取样光纤光栅的结构和常用的光纤光栅理论模型(傅里叶级数模型)，在此基础上结合传输矩阵法仿真分析了取样周期、占空比、折射率调制值等对取样光纤光栅频谱特性的影响，同时对相位取样光纤光栅折射率调制过程及分析方法进行简单的介绍。其次，利用模拟退火算法设计出了常规带宽多信道光纤光栅滤波器。从离散型和连续型相位取样原理出发，结合模拟退火算法分别实现了离散型和连续型相位取样情况下相位值优化分布结果，设计出的常规带宽多信道滤波器的幅频响应表现为具有较好的一致性且衍射效率较高；离散取样下设计

7、得到的9信道和连续取样下设计得到5信道的3dB带宽分别为0．15nm、O．18nm。每个信道的时延谱是平坦的，为了拓展其相位处理能力，考虑引入线线性啁啾。相频响应表现为每个信道对应的时延谱中出现了一定的线性区域，通过数值拟合，得到离散和连续取样情况下的色散值分别为540～570ps／nm之间和680～720ps／nm之间，可用于色散补偿。另外，每个信道的3dB带宽明显增加了。最后，为设计得到窄带多信道滤波器，