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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。 :BKY#uH~  
zuUf:%k}I  
1. 建模任务 W-<E p<7{  
 "2;$?*hO#  
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。 4SCb9| /Q  
O|m-Uz"+  
2. 白光光源下的FBG滤波器 7D\#1h  
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下图所示为光路图。 uy)iB'st&  
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初始的频谱如下图。 ]b4*`}\  
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S9d+#6rn  
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。 8~AO~  
<use+C2  
7\@[e, ^9  
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。 |B<+Y<)f^  
  
0.19和0.59反射率的均匀布拉格光栅反射光谱
jCqs^`-  
透射光谱如下图。 |UZPn>F~  
  
0.19和0.59反射率的均匀布拉格光栅透射光谱 >i7zV`eK  
3. 高斯脉冲下的FBG滤波器 ^eQK.B(  
 @;2,TY>Di  
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。 .>DqdtP[  
Os' 7h  
 +RQlMAB  
|0:< Z(  
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。 Qc#<RbLL  
3$[!BPLFO  
9Slx.9f  
XSC._)ztEE  
[U@#whEO  
初始高斯脉冲的频谱如图 +!Q<gWb  
,!_$A}@0 ^  
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） Q4\EI=4P]  
获得的反射光谱如图所示。 $HT {}^B  
Tn,'*D@l  
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。 uoR_/vol8  
?RJ ) u  
  
透射光谱，宽度为0.5和0.05（分别为12.5ps和1.25ps） \E1[ /  
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。 |S[Gg  
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