基于光纤光栅和马赫—曾德尔干涉仪的新型可调谐光分插复用器的研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：基于光纤光栅和马赫-曾德尔干涉仪的新型可调谐光分插复用器的研究论文作者：郑文华学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：电子与通信工程指导教师：刘明生职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofElectronicsandCommunicationEngineeringRESEACHOFNOVELTUNABLEOADMBASEDONFIBERGRATINGANDMAC

2、H-ZEHNDERINTERFEROMETERbyZhengWenhuaSupervisor:Prof.LiuMingshengMarch2015摘要近年来，为了应对各项新兴业务的发展，满足通信网络大带宽需求，全光通信网应运而生，并且迅猛发展起来，而作为组建全光网中不可或缺的单元，光分插复用器（OADM）受到了人们的广泛关注。目前，已经提出了很多种OADM结构，基于光纤光栅的OADM结构简单，隔离度高，损耗低，易与其他光器件耦合，展现了其全纤结构的独特优点，具有其他类型OADM无法比拟的优势。本论文的研究

3、对象主要是针对于基于光纤布拉格光栅型的可调谐OADM，具体所做工作、创新点有：（1）首先介绍了论文研究背景，几种典型的OADM结构，以光纤光栅耦合模理论、传输矩阵法作为基础研究理论，导出了光纤布拉格光栅的传输、反射特性，其次介绍了实验中所用布拉格光栅的写制方法，然后分析了光纤光栅的应力、温度调谐原理。（2）仿真与实验分别检验了由可调谐光纤布拉格光栅、环形器构成的OADM结构性能，分析了实验和仿真结果的异同，优选实验来研究分析OADM结构参数。紧接着分析了马赫-曾德尔干涉仪的分光谱输出特性原理，推导研究了影

4、响光纤布拉格光栅和马赫-曾德尔干涉仪型的OADM性能的两个关键因素：分光效率、隔离度。最后对该类型的OADM结构特性进行了实验研究。（3）提出了一种由马赫-曾德尔干涉仪、可调谐光纤布拉格光栅和环形器构成的OADM新型结构，并对其信道波长的上下载、直通功能以及下载信道波长的可调性进行了仿真分析。实验重点检验了表征新型OADM性能两个重要参数：信道隔离度、同频串扰。测试了该器件的基本功能与各项插损指标，实现了该OADM对单一或多种上下载波长的可调性。（4）设计完成了一种新型纯弯梁线性调谐对称结构，理论分析了该

5、梁对光纤布拉格光栅调谐特性，其次实验分别研究了纯弯梁对光纤布拉格光栅的双端调谐、单端调谐。测得了该梁的调谐范围、调谐灵敏度、线性度和梁双端与单端调谐之间的关系。对比了该结构与压电陶瓷调谐的异同。关键字：光纤布拉格光栅光分插复用器马赫-曾德尔干涉仪纯弯梁无啁啾调谐IABSTRACTAll-opticalcommunicationnetworkhasdevelopedrecentlywiththedemandoflarge-bandwidthcommunicationnetwork,whichalsoprov

6、idesawaytokeepontrackwiththedevelopmentofvariousemergingbusiness.Particularly,OpticalAdd-DropMultiplexer(OADM)hasreceivedthewidespreadattentionasaindispensableunitofall-opticalcommunicationnetwork.Atpresent,manykindsofOADMstructurehasbeenputforward,whileO

7、ADMbasedonfibergratinghastheadvantagesofsimplestructure,highisolation,lowloss,easytobecoupledwithotheropticaldevices,unfoldingtheuniqueadvantagesofthewholefiberstructure,theseadvantagesmakeitmoreexcellentthanothertypesofOADM.Inthispaper,experimentalresear

8、chobjectismainlyfocusingonthetunableOADMbasedonfiberBragggrating(FBG),Themainworksandinnovationsareasfollows:(1)Firstly,theresearchbackgroundofthispaperandsometypicalstructuresofOADMareintroduced,basedonthefoundatio