光纤Bragg光栅折射率调制特性研究*

姚琳琳， 谢 涛， 景燕敏， 吴 晟, 李英娜， 李 川

(昆明理工大学 信息工程及自动化学院,云南 昆明 650500)

光纤Bragg光栅折射率调制特性研究*

姚琳琳， 谢 涛， 景燕敏， 吴 晟, 李英娜， 李 川

(昆明理工大学 信息工程及自动化学院,云南 昆明 650500)

在光纤Bragg光栅(FBG)中两个正反向模式之间会发生耦合，要了解光纤光栅的物理特性，提高反射率的精度，就需要深入研究光纤光栅的耦合模理论。通过光纤Bragg光栅的耦合方程，研究在不同的折射率调制深度的情况之下光纤反射谱变化，并用Matlab做仿真实验，结果发现光栅长度取2，5，10 mm，弱光栅、中度光栅、强光栅在折射率变化0.000 1时的反射谱带宽最大值分别是2.015 0×10-11，5.276 7×10-11，9.214 3×10-11。计算表明：在固定光栅长度情况下，每0.000 1折射率变化所导致的反射谱带宽变化值在任意反射带中都相对稳定，其中，弱光栅反射谱最小，中度光栅反射谱次之，强光栅反射谱最大。

光纤Bragg光栅； 反射谱带宽； 折射率变化； 折射率调制

0 引 言

在用于分析波状结构中光波场传播的方法中，应用最广泛的是耦合模理论，1973年，Yariv A在导波光学中引入耦合模理论[1]，其中,无扰动波导中的正向传播光场经光栅结构的微扰产生了反向传播光场；最初，耦合模理论适用于光纤Bragg光栅(FBG)，1976年，Kogelinik H[2]将其扩展到了非周期结构；为了分析复杂结构的光栅，1992年，Winick K A引入了有效折射率方法；Yamada M等人于1987年引入了转移矩阵方法[3]；1997年，Erdogan T等人利用耦合模理论对Bragg光栅中导模之间的Bragg反射和导模与包层模之间的耦合进行了理论研究[4]。

随着光通信的发展，对光纤Bragg光栅反射谱中的峰值反射率要求更加严格。……