超窄带准周期DWDM光纤光栅滤波器设计及特性研究

【作者】 张健； 韩荣宝； 李传南； 徐德凤； 王显成；

【机构】 集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区,吉林大学电子科学与工程学院；

【摘要】 随着以P2P为代表的各种宽带业务的普及和发展,运营商及终端用户对通信传输网络带宽的需求越来越高,现有的100GHz DWDM滤波器件已难以满足光纤传输网络的扩容要求,开发研制50GHz、25GHz、甚至更小通道间隔的超窄带DWDM光滤波器一直是光通信领域的研究热点之一。研究表明,Fibonacci准周期结构具有和周期性光子晶体类似的"伪禁带",其光谱在谐振波长附近呈对称多峰特性,并且有良好的色散补偿特性和光谱稳定性。本论文将准周期结构应用于光纤通讯领域,将π/2相移作为单元A,将100μm长度、中心波长为1541.86nm的子光栅作为单元B,按广义Fibonacci序列FC_j（n）的递推规则:S₀=B;S₁=A;_…S_j=(S_j-1)^n-1S_j-2,设计了具有准周期结构的超结构光纤光栅。通过传输矩阵法对器件光谱进行了研究,结果表明,选取特定的jj、n值可使器件反射光谱呈密集梳状滤波结构,从而形成超窄带光纤光栅DWDM滤波器件。参考ITU-T制定的DWDM系统标准并结合光通信网络的实际应用,本论文设计了j=4、n=42的FC₄（42）广义Fibonacci序列准周期超结构光纤光栅。该器件共包含40个通道,通道间隔为25GHz,有良好的通道平坦度和边模抑制比。理论分析表明,所设计DWDM滤波器件通道带边的群速度色散较目前商用啁啾光纤光栅色散补偿器提高两个数量级,并具有良好的温度稳定性。该器件在DWDM多通道光源、光纤传感以及光脉冲的整形与压缩等领域亦有良好的应用前景。更多还原