常用光纤Bragg光栅特性分析

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光纤光栅的特性分析

一、实验要求对光纤光栅进行特性分析；分析，光栅长度、分层数、谱宽等参数对反射光谱的影响；利用MATLAB 进行程序设计，通过软件仿真的形式实现二、实验原理光纤光栅是利用光纤中的光敏性而制成的。

光敏性是指当外界入射的紫外光照射到纤芯中掺锗的光纤时，光纤的折射率将随光强而发生永久性改变。

人们利用这种效层内折射率看成不变利用00exp()0=0exp()i i LAYER i i jk n d Mjk n d ⎛⎫⎪-⎝⎭。

最后利用矩阵的叠成得到光纤光栅总的传输矩阵应可在几厘米之内写入折射率分布光栅，称为光纤光栅。

光纤光栅最显著的优点是插入损耗低，结构简单，便于与光纤耦合，而且它具有高波长选择性。

光纤光栅有很多种分析法，但目前技术都不太理想。

由于反射率是反映光纤光栅特性的一个重要参数。

这里利用分层的思想将光纤光栅分层处理，每一层看做折射率n 恒定不变，层与层之间折射率不同利用，n n n n i ji j INTERFACE i ji j n n M n n +-⎛⎫=⎪-+⎝⎭11122122M M M M ⎛⎫⎪⎝⎭。

光纤光栅的反射系数()()121111r E z M E z M -+==，反射率R=2r 。

根据不同的入射光波长有不同的反射率，最后绘出反射率与入射光波长的图谱。

以此实现对光纤光栅的特性分析。

三、实验方案我们取得是48.645*10^(-4)的光纤长度，15000的分层数，350个点。

1、程序：clear; nn=15000;a=48.636*10^(-4)/nn; di=a; i=1;for z=0:a:48.636*10^(-4)n(i)=1.452+0.75*10^(-3)*((sin(pi*z/(535*10^(-9))))^2); i=i+1; endwl=1.5541*10^(-6); t=1;for k0=1550*10^(-9):0.02*10^(-9):1557*10^(-9) M=[1 0;0 1];for i=1:1:nnM1=[n(i)+n(i+1),n(i)-n(i+1);n(i)-n(i+1),n(i)+n(i+1)]/(2*n(i));M2=[exp(j*((2*pi)/k0*n(i)*di)),0;0,exp(j*(-1)*(2*pi)/k0*n(i)*di)];M=M*M2*M1;endr=M(2,1)/M(1,1);R(t)=(abs(r))^2;t=t+1;endplot(R)2、结果截图：图一、按步进画图的结果图二、按波长画图的结果四、数据分析通过对参数的修改我们可得到以下结论： 1.反射率与光栅长度的关系反射率是光纤光栅的一个重要参数2.14和2.15直接描述了反射率R 和光栅长度L 的关系。

光纤布拉格光栅理念原理与技术特征

光纤布拉格光栅理念原理与技术特征光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating，FBG）是一种利用光纤中的布拉格光栅实现光波频率选择与调制的技术。

它在光通信、传感器等领域具有广泛的应用。

本文将从原理和技术特征两个方面来详细介绍光纤布拉格光栅技术。

光纤布拉格光栅的原理可追溯到布拉格散射理论。

布拉格散射是指当一束光波经过一个均匀光周期结构时，会在每个周期出现反射或透射，形成和入射光波相干的反射光波。

布拉格光栅是一种具有空间周期结构的光学元件，由一系列等距离的折射率变化组成。

光纤布拉格光栅则将布拉格光栅结构移植到了光纤中，形成了一种具有周期性折射率变化的光纤元件。

光纤布拉格光栅一般采用两种方法制备，即直写法和光干涉法。

直写法是指通过高能激光束直接照射在光纤的芯部，通过光纤材料的光学非线性效应和热效应来形成布拉格光栅结构。

光干涉法是指将两束光波通过干涉结构产生干涉现象，经过光纤芯部后，在折射率变化的作用下形成布拉格光栅。

1.高可靠性：光纤材料的插入损耗低，与光纤之间的耦合效率高，使得光纤布拉格光栅具有较高的传输效率，并且能够长时间保持稳定的性能。

2. 宽带性：光纤布拉格光栅的制备工艺已经趋于成熟，能够制备出能够覆盖整个光通信波段（1260~1650 nm）的宽带布拉格光栅。

3.稳定性：光纤布拉格光栅在光纤中的固定度较高，不易受到外界环境的干扰，能够长时间稳定地工作。

4.温度和应变传感：由于光纤布拉格光栅的折射率与温度和应变有关，因此可以通过测量布拉格光栅的中心波长偏移来实现温度和应变的传感。

这种传感技术具有高灵敏度、快速响应和长距离传输等优点，在工业和生物医学领域有广泛的应用前景。

5. 光互联和光波长多路复用：光纤布拉格光栅可以用作光纤互联中的微型光学件，实现在光纤网络中的信号调制、调整和复用等功能。

同时，光纤布拉格光栅也可以用于光波长多路复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）系统中，实现光路的选择和分离。

磁光光纤Bragg光栅中偏振消光比特性分析

ｔｒｉｌｔｎｓｏｓｔａｈｅｋｖｕｆＰＲｉｉｅｒｔｈｏｉｖｌｅｏｐｌｄｍａｎｔｅｄｗｅｅｇａ— ｅｓｍｕａｉｈｗｈｔｅｐａａｅｏＥｓｌａｈｔｅｌｇｔａｕｆａｐｉｇｅｉｆｌｈｎｔｔｎｏｔｌｎｗｉｅｃｉｈｒｉｇｃｕｌｇｃｅｆｉｎｓｍｕｈｌｒｅａｅｍａｎｔ— ｐｉｃｕｌｇｆｃｏ，ｈｃｎａｃｒａｃｔｈｅｒｔｎｏｐｉｏｆｃｅｔｃｇｒｈｎｔｇｅｏｏｔｏｐｉａｔｒｗｉｈｉｉｃｏｄｎｅｗｉｔｅｔｏｅｉｎｉｉａｔｈｃｎｓｈｈ —
ｎｙｉｏｇｅｉｅｄｍｅｓｒｍｅｔｌａｓｓｆｍａｎｔｆｌａｕｅｎ．ｃｉＫｅｒｓｆｅｒｇｒｔｇ；ｇｅｉｅｄｍｅｓｒｍｅｔｐｌｒａｉｎｅｔｃｉｎｒｔ；ａａａｆｃｙｗｏｄ：ｂｒＢａｇｇａｉｍａｎｔｆｌａｕｅｎ；ｏａｚｔｘｉｔａｉＦｒｄｙｅｆｔｉｎｃｉｉｏｎｏｏｅ
ｍａｎｔ－ｐｉｂｒＢｒｇｒｔｎｓｇｅｏｏｔｃｆｅａｇｇａｉｇｉ
ＣＥＧＬ— ｅ．ａ－ａＨＮｉｉＷＵＢｏｉｗｊｎ
（ｅａｆｒａｂｎｐｉｌｉｒｒｎｍｉｉｎｏｍｎａｏｅｏｋｆｈｉｉｒｆｄｃｔｎＫｙＬｂｏｏｄａｄＯｔａＦｂａｓｓｏａｄＣｍｕｉｔｎＮｔｒｓｏｔｅＭｎｓｙｏｕａｏ，ＢｃｅＴｓｎｃｉｗｔＥｉＵｉｒｔｏｌｃｏｉＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｙｏｈａＣｅｇｕ６０５，ｈｎ）ｎｅｓｙｆｅｔｎｃｃｎｅｈｏｇｆｉ，ｈｎｄ１０４ＣｉａｖｉＥｒｃｅｏHale Waihona Puke Ｃｎ第４０卷第３期

光纤Bragg光栅压力传感特性研究

ｉｒＢａｇｇａｉｆｅｒｇｒｔｇｂｎ
ＱＡｕ－ａｇＬｉ，ＮｏｇｉｇＪｈｎａ，ＨＵＨｎＩＯＸｅｕｎ，ＩｎＷＡＧＨｎ－ａ，ＩＺｅ－ＺＯｏｇｇＴｇｌｎＡｎ
（ｈｎｉｒｖｎｅＫｅａｏａｏｙｏｈｔ－ｌｔｃｙＳｎｉｇａｄＬｇｉｇＳａｘｏｉｃｙＬｂｒｔｒｆｏｏＥｅ￣ｉｅｓｎｏｇｎ，ＰＰｃｔｎ
ＸｉａｈｙｕＵｎｖｒｉ，ｉａ１０５，ｈｎ） ’ｎＳｉｏｉｅｓｙＸ ’ ｎ７０６ＣｉａｔＡｓｒｃ：ＡｎｗｓｕｔｒｆｈｂｒＢａｇｇａｎＦＧｒｓｕｅｓｎｏａｅｎｔｅｓｍｃｎｕｔｕｒｂｔａｔｅｒｃａｏｅｆｅｒｒｉｇ（Ｂ）ｐｅｓｒｅｓｒｓｄｏｅｉｏｄｃｒａｚｔｕｌｔｉｇｔｂｈｏｑｔ
乔学光，李婷，王宏亮，贾振安，周红
（西安石油大学陕西省光电传感测井重点实验室，山西西安７０６）１０５
摘
要：提出了以半导体硅材料作为光纤Ｂａｇｒ光栅（Ｂ）ｇＦＧ衬底的ＦＧ压力传感密封型结构，对其压Ｂ并
力传感特性进行了研究，果表明：Ｂ的中心反射波长漂移对压力呈现良好的线性响应特性，结ＦＧ在０－５ＭＰ的测压范围内，３ａ压力调谐灵敏度为００４ｎ／ａ有良好的机械性能和稳定性能。通过对实验．３ｍＭＰ，数据的拟合分析表明采用这种材料，中心波长和压力变化有着好的线性拟合度和重复性，其且迟滞很小，它们的相关系数都达到０９，．９在光传感领域具有实用价值。关键词：导波与光纤光学；光纤Ｂａｇｒ光栅；ｇ压力传感器；衬底材料

取样光纤Bragg光栅特性的数值模拟分析

２１００年第６期总第１２期６
光通信研究
ＳＴＵＤＹｏＮＯＰＴＩＣＡＩＣ０ＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ
２１．２００１
（ｕＳｍ．ＮＯ１２．６）
光电器件研究与应用
取样光纤Ｂａｇ光栅特性的数值模拟分析ｒｇ
ＳＢＧ反射谱取传输矩阵；射谱；趾函数反切中图分类号：ＴＮ２３５文献标识码：Ａ文章编号：０５８８２ｌ）６０３－３１０ — ７８（Ｏ００ — ０９０
６ｆ＋Ｃ［＋（］（８一ｅ１Ｓ卅 ’ ，㈣＂劫ｆＳＩｌｎＯｚ｝｛１１
式中，ｅＨ为光纤的有效折射率；为光栅周期的平均折射率变化；为与折射率调制有关的条纹可见Ｓ度（取１弱取０５；强，．）以为光栅栅格的周期；）（描
刘晴，勇林黄
（南京邮电大学光电工程学院，苏南京２００）江１０３摘要：章应用传输矩阵法对取样光纤布拉格光栅（ＦＧ的反射谱进行了数值模拟，分析了折射率调制幅度、文ＳＢ）并占空比、样取周期和光栅长度等光栅参数对其反射谱的影响，此基础上用切趾函数对其进行旁瓣干扰处理，到了较为理想的８通道在得
（ｏｌｇｆＯｐｏｌｃｒｎｃＥｎｉｅｒｎ，ｎｉｇＵｎｖｒｉｙｏｏｔｎｌｃｍｍｕｉａｉｎ，ｎｉｇ２００Ｃｈｎ）ＣｌｅｏｔｅｅｔｏｉｇｎｅｉｇＮａｋｉｅｓｔｆＰｓｓａｄＴｅｅｏｅｎｎｃｔｏｓＮａｊ１０３，ｉａｎ

光纤布拉格光栅传输特性理论分析及其实验研究共3篇

光纤布拉格光栅传输特性理论分析及其实验研究共3篇光纤布拉格光栅传输特性理论分析及其实验研究1光纤布拉格光栅传输特性理论分析及其实验研究随着通信技术的不断发展，人们对高速、宽带、低衰减的光纤通信系统的需求越来越强烈。

在新型光纤通信系统中，光纤布拉格光栅逐渐成为一种广泛应用的光纤分布式传感技术。

本文将分析光纤布拉格光栅的传输特性，并通过实验验证分析结果的准确性。

光纤布拉格光栅是一种基于光纤中的光学衍射现象的光学器件。

在光纤中加入一定周期的光折射率折变结构，就能形成光纤布拉格光栅。

在光纤中传输的光波，经过布拉格光栅时，会出现衍射现象，产生反射、透射和反向散射，这些效应是产生传输特性的基础。

光纤布拉格光栅的传输特性主要表现在其反射光频谱和传输带宽两个方面。

反射光频谱是指光波经过光纤布拉格光栅后，由栅中反射的光波在谱域的表现。

反射光频谱可以通过反射率、衰减率、相位等参数来描述。

光纤布拉格光栅的反射带宽会随着栅体的折射率调制以及周期变化而发生变化。

而传输带宽则是指光波通过光纤布拉格光栅后的传输性能表现，其传输性能主要由栅体的反射率和传播损耗来决定。

传统的光纤布拉格光栅的制备方法主要有激光干涉、可调光束、干涉光阴影和相位掩膜等方法。

一般情况下，涉及到光纤布拉格光栅的应用，需要随时监测栅体的传输特性。

为了准确地监测光纤布拉格光栅的传输特性，通常采用光谱光学方法来进行反射光频谱的测量。

根据光谱光学方法，可以直接测量出光纤布拉格光栅的反射率和反射带宽，同时还能进一步计算出光纤布拉格光栅的传输损耗和传输带宽。

为了验证理论分析的正确性，本文进行了一系列光纤布拉格光栅的实验研究。

实验采用了对光纤布拉格光栅进行反射光频谱的测量，并通过计算反射光频谱的反射率和反射带宽，得出光纤布拉格光栅的传输损耗和传输带宽。

实验结果表明，本文理论分析的光纤布拉格光栅传输特性是可靠的，能够为光纤布拉格光栅在光纤通信系统中的应用提供有效的理论基础。

取样光纤Bragg光栅特性及其通信应用的研究

ｌｂｓｉｄｃｅｓｄｓｉｈｌｎｈａｄｗｄｈｉｏｖｏｓｙｎｒｏｅｕｈｎｅｖｌｅｗｅｗｅｅｔｅｐａｓｏｅｓｅｒａｅｌｔａｄｔｅｂｎｉｔｓｂｉｕｌａｒｗｄｂｔｔｅｉｔｒａｔｅｎｔｏｒｆｃｉｅｋｇｙｂｌｖｉｍａｎａｎｄｃｎｔｎ．ｈｎｅｖｌｅｗｅｅｅｔｅｐａｓｉｅｅｍｉｅｙｇａｉｇｐｒｄａｄｉｉｄｐｎｅｔｆｓｉｔｉｅｏｓａｔＴｅｉｔｒａｔｅｎｒｆｃｉｅｋｓｄｔｒｎｄｂｔｅｏｎｓｎｅｅｄｎｂｌｖｒｎｉｏ
ＡｂｓｒｔＴｈａｌｄｕｆｒｆｂｅａｇｇａｉｇｒｈｅｒｔａｌｎｌｚｄａｄｎｍｅｃｌｙｓｍｕａｅｔｈｔａｃ：ｅｓｍｐｅｎｉｍｏｉｒＢｒｇｒｔｎｓａｅｔｏｅｉｌｙａａｙｅｎｕｒａｌｉｌｔｄｗｉｈｔｅｃｉ
２１０１年第３Ｏ卷第４期
传感器与微系统（ｒｎｄｃｒｎｃｏｙｔｅｈｏｇｅ）ＴａｓｕｅａｄＭｉｓｓｍＴｃｎｌｉｒｅｏｓ
１９
取样光纤Ｂａｇ光栅特性及其通信应用的研究ｒｇ
吕振，董璞
（宁工程技术大学电气与控制工程学院，宁葫芦岛１５０）辽辽２１５
采样率无关。基于取样光栅的独特反射谱特性，对其作为光子器件的结构图作了探讨。

光纤Bragg光栅的光谱特性研究的开题报告

光纤Bragg光栅的光谱特性研究的开题报告
光纤Bragg光栅是光纤传感器中广泛应用的光学元件，其具有较高的成像分辨率和信噪比，因此被广泛应用于测量温度、应变和光谱等各种物理量。

本文旨在探究光纤Bragg光栅的光谱特性及其在光谱领域中的应用。

首先，本文将简要介绍光纤Bragg光栅及其基本原理，包括锥形光束干涉法、相位掩膜法和光子晶体法等。

然后，我们将系统梳理光纤Bragg光栅的光学特性，包括谐波产生、反射光谱和透射光谱等，重点研究光栅参数对反射谱和透射谱的影响，如光栅周期、折射率调制深度和长度等。

接下来，我们将探究光纤Bragg光栅在光谱领域中的应用，包括分光仪、光源稳定和激光频率锁定等方面，同时还将介绍基于光纤Bragg光栅的传感器设计及应用，如温度传感器、应变传感器和气体浓度传感器等。

最后，我们将总结光纤Bragg光栅的光谱学特性及相关应用的研究现状和进展，并提出未来的研究方向和挑战。

本文的研究将为光纤Bragg光栅的进一步应用提供有益参考，并对光纤传感器及光谱仪器的发展提供有益的借鉴作用。

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中图分类号：Ｔ５Ｎ２３文献标识码：Ａ文章编号：１０－７７２１）６－１－３００９８（０１０－０１００
ＡｎｌｓｓｏｅｕｌｒｆｂｅａｇｇａｉｅｆｒａｅａｙｉｆｒｇａｉｒＢｒｇｒｔｎｇｐｒｏｍｎｃ
ＹｉｇＹｈｎｈｎ，ＨＡｉｇｕ，ｅ —ｕＵＹｎ，ＵＺｅ —ｏｇＺＯＬｎ－ｎＭＡＲｎｋｎｊ
（ｎｔｕｅｏｏＩｓｉｔｆｍｍｕｉｔｎＳｈｏｆＩｔｒｅｆｈｎｓＥｇｎｅｉｇｔＣｎｃｉ，ｃｏｌｅｎｔｉｇｎｉｅｒｎ，ａｏｏｎｏＴ
０引言
１光纤光栅传输矩阵法
从１７９８年采用驻波法制成世界上第一只光纤光栅至今，随着其制作技术的日益成熟与性能的不断完善，光
光纤光栅实质上就是放置在不同样式模板下用紫外光
曝光的光敏光纤，使光纤纤芯中形成所需的折射率扰动。
由曝光形成的折射率变化可以表示为
纤光栅在光通信和传感器领域得到了非常广泛的应用，成
为这２个领域内的重要器件Ｊ。在光通信领域，它被应用于滤波、ＤＡ的增益平坦化、ＥＦ波长复用／复用以及色散解补偿等众多领域Ｊ。在光传感领域，由于光纤光栅具有体积小、电磁干扰、抗灵敏度高等优点，经常应用于温度和
ｓｎｓｎｏｒｔｎｇｅｉｇｆｒｇａｉ．
Ｋｅｒｓｉｂｒｇａｉｇｒｎｆｒｍａｒ；ｇａｉｇｒｆｃｉｉ；３ｄｂｎｗｉｔｙｗｏｄ：ｆｅｒｔ；ｔａｓｅｔｉｒｔｅｅｔｔｎｘｎｌｖｙＢ－ａｄｄｈ
ＪａｇａｉｅｓｙＷｕｉ１１２，ｈｎ）ｉｎｎｎＵｎｖｒｉ，ｘ４２Ｃｉａｔ２Ａｓｒｃ：ＣｍｂｇｈｂｒｒｇａｉｇＦＧ）Ｓｐｌａｏｅｏｍｎｅｉｃｍｎｃｔｎａｄｓｎｉｇｒａｂｔｔｏｉｅｆｅａｇｇｔ（Ｂ ’ ｐｉｔｎｐｒｒａｃｏｍｕｉｉｎｓｅ，ａｎｔｉＢｒｎａｃｉｆｎａｏｅｎａ
应力的传感。
６『＂Ｏ１）．＝Ｌ４Ｓ（］－（＋１￥ＣＪ
（１）
其中，为直流有效折射率变化（即一个光栅周期内
的平均有效折射率变化）ｓ；为折射率调制的条纹可见度；Ａ
为光栅周期；为描述光栅的啁啾。（）耦合模理论是分析光纤Ｂａｇｒｇ光栅特性最常用的一种方法，理论已经非常成熟，在文献［，］已经进行了非常７９中
光纤Ｂａｇｒｇ光栅（ｂｒｒｇｇａｎ，Ｂ是一种反射ｉｇｒｉｆｅＢａｔｇＦＧ）
型的光纤器件，的传输特性是其在通信与传感领域应用它的重要参考指标。在通信领域重点是光栅的反射率和时延特性，而在传感领域，光栅反射带宽、反射率、边模抑制比成为了衡量传感性能的重要指标Ｊ。本文结合光通信与光传感的参考指标，以耦合模理论为基础，用传输矩阵法采仿真分析了均匀光栅、啁啾光栅及切趾光栅的特性，在反射
２１０１年第３Ｏ卷第６期
传感器与微系统（ｒｎｄｃｒｎｃｏｙｔｍＴｃｎｌｇｓＴａｓｕｅａｄＭｉｓｓｅａｇ光栅特性分析ｒｇ
鱼瑛，震虹，赵玲君，余马仁坤
（江南大学物联网工程学院通信研究所，江苏无锡２４２）１１２
ｕｉｚｎｈｔｏｆｔｎｆｒｍａｒｔｉｉｇｔｅｍｅｈｄｏａｓｔｘ，ｔｅｐｏｅｔｓｏｅｅｔｉ，ｉｈｒｃｅ，ｉｅｍｏｅｓｐｒｓｉｎｒｔｌｒｅｉｈｒｐｒｉｆｒｆｃｉｔｔｅｌｖｙｍｅｃａａｔｒｓｄ — ｄｕｐｅｓｏａｉｏ，ｒｆｃｉｎｂｎｗｄｈｓｅｃｐｏｎｆｒａｉｇ，ｈｒｅａｉｇ，ｐｄｚｄｇａｉｇａｅａａｙｅｅａ．ｆｒｎｅｅｔａｄｉｔｋｔｈｍａｆｉｍｇｔｌｏｕｏｒｎｃｉｄｇｔｐｒｎａｏｉｅｔｒｎｌｚｄｄｌｙＤｉｅｅｔｒｎｆｒｔ ’ ｒｐｒｅｕｅｓｏｔｉｅｙａａｙｉ．ｔａａｅｅｅｃａｕｎｔｅｆｌｆｃｍｍｕｉａｉｎａｄｇａｉｇＳｐｏｅｔｓｒｌｓｉｂａｎｄｂｎｌｚｇＩｃｎｈｓｒｆｒｎｅｖｌｅｉｈｅｄｏｏｎｉｎｉｎｃｔｎｏ
摘要：结合光纤Ｂａｇ栅在通信与传感领域应用的特性，ｒ光ｇ利用传输矩阵法分析了均匀光栅、啁啾光栅、切趾光栅的反射率、时延特性、边模抑制比和反射带宽示意图。分析得到了不同光栅的特性规律，这些
规律对光栅在通信与传感领域应用具有参考的价值。关键词：光纤光栅；传输矩阵；光栅反射率；Ｂ带宽３ｄ