基于特殊光纤光栅结构的可调滤波器研究

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一方面由于光纤布拉格光栅具有天然集成于光纤中,具有插入损耗小、对电磁干扰免疫、滤波特性优异等优点,因而在光纤通信和光纤传感领域中存在着广泛的应用,尤其是随着全光系统的发展,更显出其优势。另一方面随着波分复用技术和可调激光器的高速发展,各种可调谐滤波器已经成为了光通信和光传感领域不可缺少的器件,例如可调谐声光滤波器、可调谐法布里珀罗滤波器和可调谐光纤光栅滤波器等。基于以上两点,本文主要研究了两种基于特殊光纤布拉格光栅结构的可调谐滤波器。第一种为基于微光纤布拉格光栅与光纤端面菲涅尔反射的干涉仪的可调滤波器。首先介绍了光纤布拉格光栅的相位掩模法刻写过程、微光纤拉丝和切平端面等实验流程,然后通过参数的调整和优化获得了进行后续调谐实验所需的微光纤光栅干涉仪结构,观察到了明显的规律,并获得了良好的干涉效果。最后通过设计实验、调节干涉结构的承载力来对干涉条纹的波长进行了调谐,获得了约35pm的波长调谐量和良好的线性调谐特性,其波长随所受外力变化的调谐效率为0.165pm/μN。第二种是基于光纤布拉格光栅对的干涉仪的可调滤波器,亦可称为光纤布拉格光栅法布里-珀罗腔。首先是制作光纤布拉格光栅法布里-珀罗腔结构的方法的选择,通过一步步的实验现象的观察和改进,最终确定的制作方法为先制作两个匹配的光纤布拉格光栅,然后切平端面并熔接,从而最终获得光纤布拉格光栅法布里-珀罗腔。然后通过每一步中制作参数的调整和优化获得了进行后续调谐实验所需的光纤布拉格光栅法布里-珀罗腔结构,观察到了明显的变化规律,并获得了非常好的干涉效果。最后通过调节光纤布拉格光栅法布里-珀罗腔结构的承载应力来对干涉条纹的波长进行了调谐,并获得了1.09nm的波长调谐量和良好的线性调谐特性,其波长随所承载应力变化的调谐效率为1.09pm/με。
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