啁啾光纤光栅补偿光纤色散的研究.doc

 第 28 卷第 1 期 Vol . 28 No . 1 红外与激光工程 Inf rared and L aser Engineering 1999 年 2 月 Feb. 1999 啁啾光纤光栅补偿光纤色散的研究 3 舒学文 范永昌 黄德修 阮 玉 (华中理工大学光电子工程系 武汉 430074) 文摘 :啁啾光纤光栅被认为是目前最有实用价值的色散补偿方案之一 。分析了啁啾光纤光栅 补偿色散的基本原理 ,从简单模型出发分析了啁啾光纤光栅的色散补偿能力 ,用数值法研究了啁啾 光纤光栅的时延及色散特性 ,并比较了变迹型与非变迹型啁啾光纤光栅 。结果表明要获得较大的 色散 ,要求光纤光栅有较长的长度和较小的啁啾 。同时为了消除色散曲线的振荡还必须采取适当 的变迹方法 。 关键词 : 啁啾光纤光栅 色散补偿 Study on dispersion compensation chirped f iber gratings with Shu Xuewen Fan Yo ngchang Huang Dexiu Ruan Yu Wuhan , China , 430074) (Depart ment of Op toelect ro nics , Huazho ng U niversit y of Science and Technology , Abstract : Chirped fiber gratings have been co nsidered as o ne of t he mo st p ractical schemes to co mpensate t he dispersio n of standard teleco mmunicatio n op tical fiber . In t his paper , t he p rinciple of dispersio n co mpensatio n wit h chirped fiber gratings was analyzed , t he capabilit y of dispersio n co mpen2 satio n of chirped fiber gratings based o n a simple mo del was analyzed. The time delay and dispersio n p roperties of chirped fiber gratings were st udied by numerical met ho d , and t he result s of apo dized grat2 ings wit h unapo dized gratings were co mpared. To o btain larger dispersio n , chirped fiber gratings wit h lo nger lengt h and smaller chirp coefficient are required. At t he same time , to remove t he dispersio n o s2 cillatio n , app rop riate apo dizing p rofile is also necessary. Key words : Chirped fiber grating Dispersio n co mpensatio n 速长距离大容量方向发展的巨大障碍 。为了解决色 散问题 ,人们提出了许多方案 ,例如采用色散补偿光 1 引 言 纤1 、采用啁啾光纤光栅补偿2 以及中间频谱反转 技术3 等 。其中啁啾光栅补偿色散由于具有插入损 耗小 、与偏振无关 、不受光纤非线性影响及体积小等 优点被认为是最有发展前途的方案 。 掺铒光纤放大器的实用化有效地解决了光纤通 信 1550nm 窗口的损耗问题 ,然而在这一窗口 , 标准 通信光纤的较大色散 (17p s/ km/ nm) 仍然是系统向高 3 国家自然科学基金资助项目 1998205215 收稿 1998206202 修回 作者简介 :舒学文 男 25 岁 博士生 目前从事光纤通信方面的研究工作 。 ¨ω2 · 啁啾光纤光栅补偿光纤色散的原理可由图 1 来 简单描述 ,展宽了的脉冲输入啁啾光纤光栅后 ,脉冲 前沿的频率分量在后端被反射 ,而脉冲后沿的频率分 量在前端被反射 ,结果导致反射输出的脉冲被压窄 。 下面将详细地分析讨论其原理 。 (4) (ω) = 0 + ω + + 2 结合公式 (3) 和 (4) ,可看到光纤光栅由 g (ω) 来