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OptiSystem應(yīng)用：FBG濾波仿真

FBG（光纖布拉格光柵）是在光纖內(nèi)形成一種空間周期性折射率分布的光纖，其作用在于改變或控制光在該區(qū)域的傳播行為與方式。光纖光柵是一種新型的光無(wú)源器件，具有制作簡(jiǎn)單、造價(jià)低、穩(wěn)定性好、體積小、抗電磁干擾、使用靈活、并易于同光纖系統(tǒng)兼容集成等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以近年來(lái)光纖光柵在光通信、光纖激光器和光纖傳感器等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越受到人們的重視，取得了令人矚目的成就。

 

1. 建模任務(wù)
 

本案例演示了均勻光纖布拉格光柵組件在OptiSystem中作為濾波器的應(yīng)用。本案例有兩種項(xiàng)目布局。在第一種布局中，使用了白色光源。在第二種布局下，使用了高斯脈沖。

 

2. 白光光源下的FBG濾波器
 

下圖所示為光路圖。

 

初始的頻譜如下圖。

 

 

接下來(lái)我們對(duì)布拉格光柵的主選項(xiàng)卡中的反射率進(jìn)行掃描，如圖。

 

 

因?yàn)榉瓷渎逝c耦合長(zhǎng)度和光柵長(zhǎng)度的乘積有關(guān)，所以這種掃描對(duì)應(yīng)于耦合長(zhǎng)度和/或光柵長(zhǎng)度的變化。相應(yīng)反射光譜的比較如下圖所示。

  

0.19和0.59反射率的均勻布拉格光柵反射光譜

 

透射光譜如下圖。

  

0.19和0.59反射率的均勻布拉格光柵透射光譜
 

3. 高斯脈沖下的FBG濾波器
 

高斯脈沖光學(xué)系統(tǒng)中均勻光纖布拉格光柵濾波器的光路如下圖。

 

我們對(duì)高斯脈沖的半高全寬（寬度）進(jìn)行掃描，設(shè)置其寬度為0.005、0.05和0.5，如圖。 

 

 

 

 

初始高斯脈沖的頻譜如圖

 

 

高斯脈沖的初始頻譜，寬度為0.5和0.05（分別為12.5ps和1.25ps）
 

獲得的反射光譜如圖所示。

 

反射光譜，寬度為0.5和0.05（分別為12.5ps和1.25ps）

獲得的透射光譜如圖所示。

 

  

透射光譜，寬度為0.5和0.05（分別為12.5ps和1.25ps）
 

正如我們所看到的，因?yàn)樵诘诙�種情況下，光柵的帶寬（125GHz）遠(yuǎn)小于脈沖頻譜，所以脈沖的一部分頻譜被反射。