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《耦合模理论对光纤光栅的分析_王健刚》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第21卷第1期山东理工大学学报(自然科学版)Vol.21No.12007年1月JournalofShandongUniversityofTechnology(Sci&Tech)Jan.2007文章编号:1672-6197(2007)01-0084-04耦合模理论对光纤光栅的分析12王健刚,刘汉法(1.莱阳农学院机电工程学院,山东青岛266109;2.山东理工大学物理与光电信息技术学院,山东淄博255049)摘要:从麦克斯韦方程组出发,基于光波导中的模式耦合理论,考虑到经紫外光照射后光纤纤芯折射率的直流增量,给出了新的光纤光栅耦合模方程
2、,得到了较简洁的耦合系数表达式.通过求解耦合方程,得出了更严格的、与实验结果相符的布拉格波长表达式.关键词:耦合模理论;光纤布拉格光栅;布拉格波长;耦合系数中图分类号:TN253文献标识码:AAnalysisoffiberBraggGratingbycoupled-modetheory12WANGJian-gang,LIUHan-fa(1.SchoolofElectromechanicalEngineering,LaiyangAgriculturalUniversity,Qingdao265200,China;2.SchoolofPhy
3、sicsandphotoelectricInformationtechnology,ShandongUniversityofTechnology,Zibo255049,China)Abstract:PrincipleandcharacteristicsofBragggratingareintroducedbriefly.Newcoupled-modeequationsaswellasaconciserepresentationofcouplingconstantarederivedandob-tained,basedontheMaxwe
4、llequationsandusingthecoupled-modetheoryofopticalguid-anceandconsideringthedirectincreaseoffiberrefractiveindexoffibercoreafterUVexpo-sure.Whenthenewcoupled-modeequationsaresolved,amoreaccurateresultoftheBraggwavelengthisobtained,whichiscoincidedwithexperimentalresult.Ke
5、ywords:coupled-modetheory;fiberbragggrating;Braggwavelength;couplingconstant[1]光纤光栅是最近十几年才得到快速发展和广分光的反射率可达到100%.反射光的峰值波长泛应用的光无源器件.它是利用光纤的光敏性,在称为光栅中心波长,或布拉格波长.基于光栅的这紫外光照射下产生光致折变效应,在光纤纤芯上形一波长选择特性,光纤光栅已经在激光技术、光通[2]成周期性的折射率调制分布,从而对入射光中相位信和传感技术中得到了广泛的应用.匹配的频率或波长产生相干反射.当一束宽带
6、光通用来分析光栅物理机制的理论主要是耦合模过光纤传输到光栅上时,大部分光被透射,仅有一理论.但关于这一理论,各种文献的表述不尽相[3]小部分光会被光栅反射回来.根据不同需要,反射同.1973年,Yariv引入了平板中的耦合模理论,光的带宽可以从几十nm到0.1nm甚至更小,这部这是光学中的微扰耦合模理论的基础.1981年,收稿日期:2006-05-08作者简介:王健刚(1962-),男,副教授.第1期王健刚,等:耦合模理论对光纤光栅的分析85[4][6]Lam和Garside在讨论单模光纤滤波器的特性时而场的
7、本征矢量解满足如下正交关系+2*引入了一种光纤中的耦合模理论.他们忽略了光纤*2SuuPuez[vthut]rdrd=uv中的正交关系与平板波导中的正交关系的差异,使00
8、u
9、用了平板波导中的正交关系,因而耦合系数不够准(5)确.1999年,Kashyap[5]对耦合模理论的阐述虽然其中ez是沿着传播方向的单位矢量;hut是折射率未受微扰的光纤的第u个不连续磁场本征模的横比较详尽,但其中也有不妥之处.2002年,廖帮全等人[6]提出的光栅耦合模理论,只考虑到了紫外光场部分;*表示取复共扼;对于分离的导模uv是克罗
10、内克符号;u和v是模式数,当u=v时,=照射后纤芯折射率周期性的变化,未考虑折射率的1;当uv时=0;对于Su,当传播常数为实数直流增加量,因而不很严格,而且他们给出的耦合模方程的解只考虑了一种情况.
