SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ课程设计题目：光纤光栅光谱特性研究所属课程：应用光学学院：理学院专业：光电信息科学与工程学生姓名：卢远学号：13111208055指导教师：郭立萍2015年6月光纤光栅光谱特性研究摘要光纤光栅是一种通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅，是一种无源滤波器件。由于光栅光纤具有体积小、熔接损耗小、全兼容于光纤、能埋入智能材料等优点，并且其谐振波长对温度、应变、折射率、浓度等外界环境的变化比较敏感，因此在光纤通信和传感领域得到了广泛的应用光纤光栅是利用光纤材料的光敏性，通过紫外光曝光的方法将入射光相干场图样写入纤芯，在纤芯内产生沿纤芯轴向的折射率周期性变化，从而形成永久性空间的相位光栅，其作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的(透射或反射)滤波器或反射镜。当一束宽光谱光经过光纤光栅时，满足光纤光栅布拉格条件的波长将产生反射，其余的波长透过光纤光栅继续传输。随着信息业务量快速增长，语音、数据和图像等业务综合在一起传输，从而对通信带宽容量提出了更高要求。全光通信是解决“电子瓶颈”最根本的途径，全光网通信可以极大地提高节点的吞吐容量，适应未来高速宽带通信的要求。基于光纤的光敏特性制作成的光纤光栅已成为光通信系统和光纤传感器中的关键器件。它有许多突出的优点，优良的性质，这使得它成为目前研究的热点。本文主要论述了光纤光栅的基本原理及其制作的方法，利用耦合理论分析光纤光栅光谱特性。本文中讨论了现在光纤光栅在各个领域的利用，并且探讨了光纤光栅现状的利用和未来的发展方向。本文利用matlab仿真，画出不同光栅的光谱图，观察各种参数的变化对光栅光谱特性的影响，并分析光纤光栅光谱图。关键词:光纤光栅;耦合模理论;光谱特性目录摘要................................................................I第1章绪论.........................................................11.1光纤光栅的基本概念............................................11.2光纤光栅的现状与应用..........................................11.2.1光纤光栅的现状.............................................11.2.2光纤光栅的应用.............................................21.3光纤光栅的近期研究进展........................................3I课程设计1.4研究光纤光栅的光谱特性的目的..................................4第2章光纤光栅理论分析............................................62.1光纤光栅的光谱特性及其数值模拟................................62.1.1均匀光纤光栅..............................................72.1.2线性啁啾光纤光栅..........................................8第3章结果与讨论.................................................113.1均匀光纤光栅.................................................113.2线性啁啾光纤光栅.............................................16结论...............................................................17II第1章绪论1.1光纤光栅的基本概念光纤光栅是用光纤材料光敏特性而制作的。光敏性,就是指当材料被外部光照射时,进而引起该材料物理或化学特性的暂时或永久性变化的特性。当特定波长光辐射掺锗光纤时,这个光纤的一些物理特性就发生了永久性的改变,比如折射率、吸收谱、内应力密度等。在外部光源照射时,光纤的折射率也随光强的空间分布发生相对应的变化,变化的大小与光强成线性关系并可以保留下来,从而形成光纤光栅。光纤光栅的折射率沿光纤的轴方向并呈现周期性的分布,是典型的折射率型衍射光栅。根据衍射理论,以角1入射的光将以角2衍射,且满足布拉格衍射方程[1]。光纤光栅是利用光纤材料的光敏性(外界入射光子和纤芯内锗离子相互作用引起的折射率永久性变化)，在纤芯内形成空间相位光栅，其作用的实质是在纤芯内形成(利用空间相位光栅的布拉格散射的波长特性)一个窄带的(投射或反射)滤光器或反射镜。1.2光纤光栅的现状与应用1.2.1光纤光栅的现状自从1978年...
