本课演示了OptiSystem如何与OptiGrating一起设计
光学系统中色散补偿元件。
$G5:/,Q 色散补偿背后的物理思想如下：创建线性啁啾
光栅允许我们在信号的不同频谱分量之间创建时间延迟。
W0Y
,3;0 例如，在1.55μm的SMF中，群速度色散会产生脉冲的负啁啾，这意味着较高的频率（传播更快）位于脉冲的前导部分，而较低的频率（传播较慢）位于尾随部分。由于不同
光谱成分的传播速度不同，脉冲就会扩散。如果我们创建沿光栅周期线性减小的
光纤光栅，由于高频率比低频率光在光栅中传播较长时间后才发生反射，因此会出现低频和高频分量之间的时间延迟，这与SMF中产生的时间延迟正好相反。
#TC}paIpj 因此，在该系统中传播和反射的脉冲将允许补偿脉冲的色散展宽。
ST0TWE' 色散系数Dg [ps/nm.km]。对于线性啁啾光纤布拉格光栅，由以下简单表达式给出：
O0s!3hKu i]L=M
5^C 其中n为平均模式指数，c为光速，Δλchirp最大啁啾是光栅两端的布拉格
波长差（注意，这个量是由OptiGrating的Grating Manager中的光栅定义选项卡中的总啁啾
参数给出的）。
iz{TSU 本次案例的目的是利用根据上述公式产生线性啁啾的光纤光栅，在OptiSystem中实现色散补偿。
os &FrtDg 项目布局如图1所示。
图1.线性啁啾光纤光栅色散补偿项目布局图
. UH'U\M DEt! /a{X 当比特率为40 Gb/s时，在光学高斯脉冲发生器中产生12.5 ps的初始脉冲，并在10 km的SMF内传播。初始脉冲和经过SMF脉冲的输出如图2和图3所示：
.N@+M s3 图2.初始脉冲
图3.脉冲在SMF中传输10km后
9%"`9j~H> .\&k]}0qA? 由于色散，脉冲宽度增加到约50 ps，在SMF中传播10 km后的累积色散为160 ps/nm。
bN03}&I 为了补偿累积色散，我们将使用OptiGrating设计线性啁啾光纤光栅。光纤和光栅的相应数据如图4和图5所示。
~8"oH5 图4.纤芯数据
|lg jI!iK z
Tz_"N I 阶跃
折射率光纤，纤芯（折射率1.46）和包层（折射率1.45）分别为2μm和8μm。
9 q
2 vT^ 图5.光栅定义对话框 o4J@M{xb_
-sZb+2tDa 我们考虑啁啾带宽Δλchirp=0.35的线性啁啾FBG。假设平均模折射率为 1.46，则补偿160 ps/nm的累积色散所需的光栅长度为 6 mm。
nMfR< %r 在本文的计算中，我们使用了长度稍大的1.6 cm的光栅。得到的结果保存为txt格式，将
文件加载到OptiSystem的OptiGrating组件中。
{
0&l*@c& 得到的补偿结果如图6所示。
,<)D3K< 图6.经过线性啁啾光纤光栅色散补偿后脉冲
j"aY\cLr t BV
}CmU&DA 我们可以看到，用光纤光栅设计的色散几乎可以完全补偿。
E_D Q.!U!o 综上所述，在本课中，我们演示了如何使用OptiGrating设计的光栅获得的反射光谱来实现OptiSystem中的色散补偿。
