长周期光纤光栅

纤芯 纤芯
涂覆层
计算公式

光纤特性

Δn =1.45851-1.451225=0.007285
仿真
波长扫描
1 LP01 0.9 LP02 total power 0.8
0.7
0.6
power
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0 1.25
1.3
1.35 wavelength(μm)
1.4
1.45
Λ=179.822μm,������=1.31μm
长周期耦合模理论 ——研究长周期光纤光栅的基本理论
包层
长周期光纤光栅的模式耦合主要指是指纤芯基 模和同向传输的各阶包层模之间的耦合。 在理想光纤中传输的光的不同模式相互正交， 传输过程中不同模式之间没有能量交换，即不 同模式的能量保持恒定。而长周期光纤光栅中 周期性的折射率调制使纤芯基模和同向包层摸 发生耦合，能量在模式之间发生相互转移。
0.8
0.7
0.6
power
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0 1.25
1.3
1.35 wavelength(μm)
1.4
1.45
N=1.449
长周期光纤光栅
作者：常丽军
长周期光线光栅
Hale Waihona Puke 根据光纤光栅周期的长短不同，可将周期性的光纤光栅分为短周期（Λ<1μm）和 长周期（Λ>1μm）两类。 小于1μm的短周期光纤光栅称为光纤布拉格光栅或反射光栅，其传输方向相反的 模式之间发生耦合，属于反射型带通滤波器，又称为布拉格光栅；而周期为几十 至几百微米的长周期光纤光栅，同向传输的纤芯基模和包层模之间的耦合，无后 向反射，属于透射型带阻滤波器。
1 LP01 LP02 0.9 total power
0.8
0.7
0.6
power
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0 1.25
1.3
1.35 wavelength(μm)
1.4
1.45
Λ=182μm
1 LP01 LP02 0.9 total power
0.8
0.7
0.6
power
0.5
0.4
0.3


均匀周期光纤光栅
典型折射率分布函数:
2 n( z ) ncore n (1 cos( z ))
长周期光纤光栅
LPFG的制作

1、紫外光写入法


2、CO2激光写入法
3、腐蚀刻槽法 4、电弧放电法


5、离子束注入法
6、飞秒激光写入法 7、机械微弯变形法
8、相位掩膜法
0.2
0.1
0 1.25
1.3
1.35 wavelength(μm)
1.4
1.45
Λ=179μm
1 LP01 LP02 0.9 total power
0.8
0.7
0.6
power
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0 1.25
1.3
1.35 wavelength(μm)
1.4
1.45
N=1.451
1 LP01 LP02 0.9 total power

长周期光线光栅的优点及应用

优点：插入损耗小、与偏振无关、带宽宽、后向反射低、对外界环境变化的反应 灵敏度高、制作简单、成本低廉、全兼容于光纤、体积小、能埋入智能材料等 应用：1.在通信领域主要用作EDFA增益均衡器、ASE噪声滤波器、光纤耦合器、 束状滤波器以及WDM通道隔离器等 2.在传感领域，由于LPFG的周期相对较长，满足相位匹配条件的是同向传 输的两个模式，这一特点决定了LPFG的谐振波长和峰值对外界环境变化非常敏感， 具有比布拉格光栅更好的温度、应变、弯曲、扭曲、横向负载、浓度和折射率灵 敏度。