论文部分内容阅读
摘要：随着全光网络系统的快速发展,以无源光网络(Passive Optical Network, PON)结构为基础的光接入网已经成为最主要的用户接入手段之一。随着光纤接入网建设规模的不断扩大,PON网络的在线监测技术已经成为国内外学者争相研究的热点。利用光纤光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)型终端滤波器与光时域反射计(Optical Time Domain Reflectometry, OTDR)相结合可以实现对PON网络的低成本在线实时监测,具有重要的研究意义和实际应用价值。目前,用于PON网络监控系统的光纤光栅型终端滤波器所面临的主要问题是光栅的温度稳定性和自然退化问题。本文围绕FBG的形成机理、实验制备及温度稳定性问题进行了较为深入的理论分析和实验研究,所完成的主要工作如下：1)在推导了光波导耦合模方程的矢量形式和标量形式的基础上,应用传输矩阵方法建立了能够对任意复杂结构光纤光栅进行分析与计算的数值仿真程序,并计算了多种光栅结构的反射谱和时延特性。2)在前人理论与实验研究工作的基础上,对光纤的光敏机理进行了分析与研究。作为对光纤紫外感光机理的初步探索,提出了一种可能的光纤内部能级跃迁机制。3)采用适当的实验光学系统设计和相位掩模技术,在经过氢载的G.657光纤上成功制备了长度10mm、中心波长1650nm、3dB带宽5nm、反射率近100%的光栅型PON网络终端滤波器。4)为了提高所研制的光纤光栅终端滤波器的温度稳定性,采用三种不同的阶梯式退火方案进行了光纤光栅的后处理实验并对经退火后光栅的温度稳定性进行了实验研究。结果表明退火后的光纤光栅能够在100℃下稳定工作8小时,其折射率调制强度不发生改变。