光电子课程设计

课程设计任务书

学生姓名：专业班级：

指导教师：工作单位：信息工程学院

题目：Bragg光纤光栅的光谱仿真

初始条件：

具有光电子技术的基本理论知识及较强的实践能力；计算机；beamprop软件或Fullwave软件。

要求完成的主要任务：

1.学习beamprop或Fullwave软件；

2.掌握Bragg光纤光栅的光谱特性；

3.设计并用beamprop或Fullwave软件对Bragg光纤光栅的光谱进行仿真；

4.查阅篇参考文献，按要求完成课程设计报告，正文10-15页，用A4纸打

印。

时间安排：

1．2014年12月15日布置课程设计任务，完成选题；

2．2014年12月16日至2014年12月19日学习beamprop软件，完成资料查阅，复习与选题内容相关的基本理论知识；

3.2014年12月20日至2014年12月25日对Bragg光纤光栅的光谱特性进行设计仿真工作，完成课程设计报告撰写；

4. 2014年12月26日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。

指导教师签名：年月日

系主任（或责任教师）签名：年月日

目录

摘要..........................................................................................................I Abract .. (Ⅱ)

1绪论 (1)

2 RSOFT软件 (2)

3.1光纤Bragg光栅的发现与发展 (4)

3.2 光纤Bragg光栅的特点 (4)

3.3 光纤Bragg光栅的工作原理 (4)

3.4 Bragg光纤光栅的光谱图 (5)

4 Bragg光纤光栅的光谱仿真 (6)

4.1 定义波导和光栅 (6)

4.2光纤Bragg光栅的折射率分布 (7)

4.3 光纤Bragg光栅的光谱仿真 (9)

4.4 光栅光谱的分析 (10)

5 心得体会 (16)

参考文献 (16)

摘要

光纤光栅是一种通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅从而形成永久性空间的相位光栅，其作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的滤波器或反射镜。当一束宽光谱光经过光纤光栅时，满足光纤光栅布拉格条件的波长将产生反射，其余的波长透过光纤光栅继续传输。

本文根据光栅光纤的工作理论，画出了Bragg光纤光栅的光谱仿真图，还讨论了当调制度不同时，光谱仿真图的区别和半高度带宽的大小，为Bragg光纤光栅的光谱特性的应用提供了理论依据。

关键词：Bragg光栅光纤、光谱仿真分析、Beamprop软件

Abstract

Fiber Bragg grating is a kind of through a certain method makes light axial periodic modulation of refractive index of fiber core and formation of phase grating diffraction grating to form a permanent space, its effect is essentially in the fiber core forming a narrow-band filter or reflector.When a bunch of wide spectrum light through the optical fiber grating, the wavelength of the fiber Bragg grating condition will produce reflection and the wavelength of the rest continue to transmit through the optical fiber grating.

Based on the theory of optical fiber grating work, draw of the fiber Bragg grating spectrum simulation diagram, also discusses the modulation is not at the same time, the difference between spectrum simulation diagram and half the size of the high bandwidth for the application of spectral characteristics of fiber Bragg grating provides a theoretical basis.

Keywords: optical fiber Bragg grating, the spectral simulation analysis, the Beamprop software

1绪论

光纤光栅是利用光纤材料的光敏性，通过紫外光曝光的方法将入射光相干场图样写入纤芯，在纤芯内产生沿纤芯轴向的折射率周期性变化，从而形成永久性空间的相位光栅，其作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的（透射或反射）滤波器或反射镜。光纤光栅具有体积小、波长选择性好、不受非线性效应影响、极化不敏感、易于与光纤系统连接、便于使用和维护、带宽范围大、附加损耗小、器件微型化、耦合性好、可与其他光纤器件融成一体等特性，而且光纤光栅制作工艺比较成熟，易于形成规模生产，成本低，这使得光纤光栅以及基于光纤光栅的器件成为全光网中理想的关键器件。

全光通信的研究还处于起步阶段，许多技术难点需要克服。虽然光纤光栅不能解决全光通信中所有的技术难点，但是对光纤光栅技术和器件的研究可以解决全光通信系统中许多关键技术。因此对光纤光栅的研究可以促进全光通信网的早日实现。光纤光栅是将来很长一段时间内光纤通信系统中最具实用价值的无源光器件之一，利用它可组成多种新型光电子器件，由于这些器件的优良性能使人们更加充分地利用光纤通信系统的带宽资源。对光纤光栅的研究和开发正逐步深入到光纤通信系统的每一个细节，从光纤激光器、波分复用系统的合波/分波、光纤放大器的增益平坦、色散补偿，到全光网络上下路、波长路由、光交换等，光纤光栅的应用将推动高速光通信的发展，将在未来的高速全光通信系统中扮演重要的角色。