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infotek 2025-04-10 08:18

OptiSystem应用：FBG滤波仿真

FBG（光纤布拉格光栅）是在光纤内形成一种空间周期性折射率分布的光纤，其作用在于改变或控制光在该区域的传播行为与方式。光纤光栅是一种新型的光无源器件，具有制作简单、造价低、稳定性好、体积小、抗电磁干扰、使用灵活、并易于同光纤系统兼容集成等诸多优点，所以近年来光纤光栅在光通信、光纤激光器和光纤传感器等领域的应用越来越受到人们的重视，取得了令人瞩目的成就。 @&B!P3{f  
3:#rFb  
1. 建模任务 " ?,6{\y,  
 c/U6K yiK  
本案例演示了均匀光纤布拉格光栅组件在OptiSystem中作为滤波器的应用。本案例有两种项目布局。在第一种布局中，使用了白色光源。在第二种布局下，使用了高斯脉冲。 (W!$6+GT  
&/?jMyD@  
2. 白光光源下的FBG滤波器 0Wm-` ZA  
 ybO,~TQ  
下图所示为光路图。 d vxEXy  
RBD MZ  
初始的频谱如下图。 +}/!yQtH  
`0D1Nh"%k  
1U7HS2  
接下来我们对布拉格光栅的主选项卡中的反射率进行扫描，如图。 x&vD,|V!  
L|w-s4L  
.Tv(1HAc2l  
因为反射率与耦合长度和光栅长度的乘积有关，所以这种扫描对应于耦合长度和/或光栅长度的变化。相应反射光谱的比较如下图所示。 (=/;rJ`q  
  
0.19和0.59反射率的均匀布拉格光栅反射光谱
nWu4HFi  
透射光谱如下图。 L{pg?#\yC  
  
0.19和0.59反射率的均匀布拉格光栅透射光谱  gV kI=J  
3. 高斯脉冲下的FBG滤波器 Uk6!Sb  
 1?\Y,+  
高斯脉冲光学系统中均匀光纤布拉格光栅滤波器的光路如下图。 p]eD@3Wz  
%/zZ~WIf  
 8l0 (6x$  
|hoZ:  
我们对高斯脉冲的半高全宽（宽度）进行扫描，设置其宽度为0.005、0.05和0.5，如图。 [+z:^a1?V  
V p{5Kxq  
,[ L$  
q+~CA[H5K  
QGy=JHb  
初始高斯脉冲的频谱如图 c"1d#8J  
t7FQ.E,T  
高斯脉冲的初始频谱，宽度为0.5和0.05（分别为12.5ps和1.25ps） FG:BRS<m~  
获得的反射光谱如图所示。 B,,d~\  
p04+"  
反射光谱，宽度为0.5和0.05（分别为12.5ps和1.25ps）
获得的透射光谱如图所示。 n`xh/vGm#  
{E|gV9g  
  
透射光谱，宽度为0.5和0.05（分别为12.5ps和1.25ps） wP"|$HN  
正如我们所看到的，因为在第二种情况下，光栅的带宽（125GHz）远小于脉冲频谱，所以脉冲的一部分频谱被反射。 w-Fk&dC69  
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