【摘要】：基于光纖延遲線的光控相控陣技術(shù)解決了傳統(tǒng)雷達(dá)波束偏斜、瞬時(shí)帶寬受限的問題,受到廣泛的關(guān)注與研究。而光纖光柵作為光纖延遲線的核心器件,理論完備,刻寫工藝成熟,在光通信和光纖傳感領(lǐng)域具有很高的實(shí)踐價(jià)值。本文主要研究基于線性啁啾光纖光柵(LCFBG)的光纖延遲線。首先,基于耦合模理論和傳輸矩陣法分析了光纖光柵(FBG)的傳輸特性,重點(diǎn)研究了折射率調(diào)制深度、柵區(qū)長度和啁啾系數(shù)對(duì)LCFBG傳輸特性的影響,并以高斯切趾為例,研究了切趾技術(shù)對(duì)LCFBG反射震蕩和時(shí)延抖動(dòng)的影響。接下來,研究了應(yīng)力對(duì)光纖光柵的調(diào)諧原理,并以此為理論基礎(chǔ),提出一種光致形變材料鑭改性鋯鈦酸鉛(PLZT)調(diào)諧光纖光柵的新方法,推導(dǎo)出反射波長改變量與光強(qiáng)的線性關(guān)系式。然后,設(shè)計(jì)了基于雙波束光源和LCFBG混合調(diào)諧的四通道波分復(fù)用延遲線,并分析了其時(shí)延特性。最后,進(jìn)行了單根未切趾和切趾啁啾光柵延遲線的對(duì)比實(shí)驗(yàn),前者延時(shí)量調(diào)諧大于150ps,局部線性抖動(dòng)大于10ps,重復(fù)性時(shí)延精度小于5ps;后者延時(shí)量調(diào)諧大于100ps,穩(wěn)定性時(shí)延精度小于2ps。進(jìn)行了 PLZT調(diào)諧光纖光柵實(shí)驗(yàn),通過改變光強(qiáng),均勻FBG反射波長向長波方向平移了 0.98nm,LCFBG平移了 1.02nm。進(jìn)行了基于雙波束光源和LCFBG混合調(diào)諧的四通道波分復(fù)用延遲線實(shí)驗(yàn),系統(tǒng)所用啁啾光柵為未切趾光柵,四路信號(hào)等時(shí)延差輸出,輸出范圍為:Ops、±25ps、±50ps、±75ps,誤差均小于4ps。
【圖文】：

模式z1合發(fā)生在兩個(gè)同向傳輸?shù)哪鲋�，是一種透射式傳輸光纖。本文使用的光纖逡逑光柵則屬于短周期光纖光柵，，可以看成是反射式帶通濾波器。光纖光柵的結(jié)構(gòu)示意圖如逡逑圖１．２所示。逡逑－２００邋Ｊｉｍｓ邋ｌｉｉｆｌＷｊｉｔｉｉ邋：＞逡逑，、５０（｝ｎｍ邋ｉ邋拉格＞逡逑＿邋＜邋ｉ逡逑｜邋？邋｜逡逑Ａ￣￣￣｝ｉ邋ｔ邋Ａ逡逑ｉ邋０ｊ＾ｔＴｆｌＴｆＴＩ＾３［：：Ｄ邋ｊ逡逑＼邋ｊ邐ｉＭ邋５００ｍｍ邐＼邐＼邐／逡逑？邐＾邋邐Ｖ＇－ｖ邐．逡逑折射宇高ｒ封芯的ｋ．域逡逑圖１．２光纖光柵結(jié)構(gòu)示意圖逡逑按照光纖光柵折射率周期的分布可以將光纖光柵分為均勻光纖光柵（光纖布拉格光逡逑柵）和非均勻光纖光柵。均勻光纖光柵的折射率分布是均勻的，光柵的布拉格反射波長逡逑是恒定值，且一般在光柵的末端反射；非均勻光纖光柵的折射率分布是一個(gè)變化值，不逡逑同波長的光在光柵的不同位置被反射，不同波長的光獲得相應(yīng)于自身波長的延時(shí)量，從逡逑而產(chǎn)生色散，按照其折射率調(diào)制形式的不同，又可以分為：啁啾光纖光柵、切趾型光柵、逡逑取樣光柵［１８］、分散相移光柵等等。均勻光纖光柵和啁啾光纖光柵的折射率分布示意圖如逡逑圖１．３所示。逡逑ｉｌｌ邋ＡＭＩ逡逑均勻光纖光柵邐啁啾光纖光柵逡逑圖１．３光纖光柵的折射率分布示意圖逡逑按照光纖光柵的形成機(jī)理分類，又可以分為利用光敏性形成和利用彈光效應(yīng)形成的逡逑光纖光柵。前者將光纖放置于藍(lán)光或紫外光形成的空間干涉條紋中進(jìn)行曝光，使其折射逡逑率發(fā)生周期性改變

模式z1合發(fā)生在兩個(gè)同向傳輸?shù)哪鲋�，是一種透射式傳輸光纖。本文使用的光纖逡逑光柵則屬于短周期光纖光柵，可以看成是反射式帶通濾波器。光纖光柵的結(jié)構(gòu)示意圖如逡逑圖１．２所示。逡逑－２００邋Ｊｉｍｓ邋ｌｉｉｆｌＷｊｉｔｉｉ邋：＞逡逑，、５０（｝ｎｍ邋ｉ邋拉格＞逡逑＿邋＜邋ｉ逡逑｜邋？邋｜逡逑Ａ￣￣￣｝ｉ邋ｔ邋Ａ逡逑ｉ邋０ｊ＾ｔＴｆｌＴｆＴＩ＾３［：：Ｄ邋ｊ逡逑＼邋ｊ邐ｉＭ邋５００ｍｍ邐＼邐＼邐／逡逑？邐＾邋邐Ｖ＇－ｖ邐．逡逑折射宇高ｒ封芯的ｋ．域逡逑圖１．２光纖光柵結(jié)構(gòu)示意圖逡逑按照光纖光柵折射率周期的分布可以將光纖光柵分為均勻光纖光柵（光纖布拉格光逡逑柵）和非均勻光纖光柵。均勻光纖光柵的折射率分布是均勻的，光柵的布拉格反射波長逡逑是恒定值，且一般在光柵的末端反射；非均勻光纖光柵的折射率分布是一個(gè)變化值，不逡逑同波長的光在光柵的不同位置被反射，不同波長的光獲得相應(yīng)于自身波長的延時(shí)量，從逡逑而產(chǎn)生色散，按照其折射率調(diào)制形式的不同，又可以分為：啁啾光纖光柵、切趾型光柵、逡逑取樣光柵［１８］、分散相移光柵等等。均勻光纖光柵和啁啾光纖光柵的折射率分布示意圖如逡逑圖１．３所示。逡逑ｉｌｌ邋ＡＭＩ逡逑均勻光纖光柵邐啁啾光纖光柵逡逑圖１．３光纖光柵的折射率分布示意圖逡逑按照光纖光柵的形成機(jī)理分類，又可以分為利用光敏性形成和利用彈光效應(yīng)形成的逡逑光纖光柵。前者將光纖放置于藍(lán)光或紫外光形成的空間干涉條紋中進(jìn)行曝光，使其折射逡逑率發(fā)生周期性改變
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN253

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2654318