【摘要】：硅基相移光柵具有良好的波長選擇性。文章通過相移光柵的耦合方程,利用Matlab軟件進(jìn)行仿真,分別討論了不同相移大小和光柵長度對相移光柵的反射譜的影響;通過引入啁啾和切趾技術(shù)達(dá)到了拓寬帶寬、抑制旁瓣和時延的目的。設(shè)計(jì)仿真出了一種帶寬為0.18nm、時延為-3 795ps/nm的硅基相移啁啾切趾光柵,為波長可控的耦合器、波長濾波器等的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
【圖文】：

２仿真結(jié)果及分析選取光柵參數(shù)如下：光柵長度Ｌ＝０．０４ｍ，有效折射率ｎｅｆｆ＝３．４２，折射率差Δｎ＝０．０００５。２．１相移大小對相移光柵反射譜的影響圖１所示為不同相移大小的相移光柵的反射圖１不同相移大小的相移光柵的反射譜譜。由圖可知，當(dāng)引入相移的時候，光柵的傳輸譜中會出現(xiàn)一條極窄的缺口，并且相移大小不同，相移光柵的缺口的中心波長也不同。當(dāng)相移為π時，缺口的中心波長與布拉格光柵的布拉格波長一致；通過對比圖１（ｃ）和圖１（ｄ）可知，當(dāng)相移大小正好相反時，缺口的位置以π相移的缺口位置呈對稱；在不同的相移大小下，相移光柵的缺口的反射率不相同，也就是說相移大小會影響缺口的透射率。２．２光柵長度對相移光柵反射譜的影響圖２所示為不同光柵長度Ｌ的相移光柵的反射譜。由圖２（ａ）可知，當(dāng)光柵長度減小時，相移光柵的帶寬會出現(xiàn)一定程度的展寬，同時反射譜的譜峰也會隨著光柵長度的減小而顯著降低，而相移光柵的缺口的反射率仍然為０，也就是說光柵長度的減小不會對缺口的透射率造成影響；由圖２（ｂ）可知，當(dāng)光柵長度增加時，相移光柵的帶寬會出現(xiàn)略微的壓縮，同時相移光柵的缺口的反射率會明顯增加，也就是說光柵長度的增加會導(dǎo)致缺口的透射率降低，而反射譜的譜峰依然保持為１。圖２不同光柵長度的相移光柵的反射譜２．３引入啁啾對相移光柵反射譜的影響圖３所示為引入啁啾之后，，不同啁啾系數(shù)Ｃ的圖３不同啁啾系數(shù)的相移光柵的反射譜６８光通信研究２０１７年第６期總第２０４期

升余弦函數(shù)切趾之后，反射譜比高斯函數(shù)切趾的反射譜要好，但反射譜的對稱性受到了很大影響；超高斯函數(shù)切趾之后，反射率的損耗為最低，傳輸窗口的透射率也較高，旁瓣的抑制效果也較好，產(chǎn)生的時延較低。２．５相移啁啾切趾光柵利用引入啁啾帶來的拓寬帶寬，引入切趾帶來的抑制旁瓣效果，設(shè)計(jì)了一種硅基相移啁啾切趾光柵，其有效折射率ｎｅｆｆ＝３．４２，相移大小φ＝π，光柵長度Ｌ＝０．０４ｍ，啁啾系數(shù)Ｃ＝０．０３ｎｍ／ｃｍ，切趾函數(shù)選擇的是高斯系數(shù)為６４的超高斯函數(shù)。圖５所示為相移光柵帶寬為０．０５ｎｍ時的反射譜，圖６所示為相移啁啾光柵帶寬為０．２ｎｍ時的反射譜和時延。對比圖５、圖６可知，引入啁啾后相移光柵的帶寬明顯展寬。圖５相移光柵的反射譜圖６相移啁啾光柵的反射譜和時延譜圖７所示為在圖６相移啁啾光柵基礎(chǔ)上引入超高斯函數(shù)切趾后的相移啁啾切趾光柵的反射譜和時延曲線，通過對比發(fā)現(xiàn)圖６中帶寬內(nèi)的時延曲線抖動嚴(yán)重，而圖７中帶寬內(nèi)的時延曲線較為平滑，時延大約為－３７９５ｐｓ／ｎｍ（其值由兩反射率為０的點(diǎn)的時延差／波長差得出），表明引入切趾對時延有一定的抑制作用。而圖７中反射譜曲線同圖６相比，反射譜譜峰有所降低，帶寬有所減小，為０．１８ｎｍ；并６９陳超毅等：硅基相移啁啾切趾光柵的光譜特性分析

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