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CO_2激光写入旋转折变型长周期光纤光栅研究

史翠华  
【摘要】: 近年来,在导师饶云江教授发明的采用高频CO_2激光脉冲在光纤单侧加热写入长周期光纤光栅方法基础上,本实验室对该方法制作的普通长周期光纤光栅和各种特殊结构的长周期光纤光栅做了多方面的研究,并取得了很好的成绩。本文在此基础上,进一步研究了高频CO_2激光脉冲对光纤的作用机理,对旋转折变型长周期光纤光栅(R-LPFG)做了比较系统和深入的研究。主要工作和成果如下: 1、进一步研究了高频CO_2激光脉冲写入长周期光纤光栅的折变机理及其在光栅制作过程中所起的作用。结果表明,对于单侧写入方法,写入激光能量大小不同,形成光栅的主要原因不同。该研究为高频CO_2激光脉冲写入不同类型不同需求的全光纤器件奠定了理论基础和提供了完善工艺的方法。 2、对旋转折变型长周期光纤光栅(R-LPFG)进行了比较系统和深入的研究。分别对在普通单模光纤(康宁SMF28e)、掺硼、掺铒光纤上制作的R-LPFG的传输谱及其部分基础特性进行了研究和分析,并提出了它们的初步应用。研究发现:(1)光纤由于掺杂,会使制作时的需要的能量不同。同时,不同掺杂的光纤制作的R-LPFG具有不同的环境相应特性。因此,可以根据不同的需要,选择不同类型的光纤制作需要的光纤器件。(2)在不同光纤上制作的R-LPFG具有各种不同的特性,将在温度不敏感扭曲传感器、高灵敏度折射率计、EDFA增益平坦器和可调滤波器等方面有广阔的应用前景。 3、基于高频CO_2激光写入的R-LPFG和LPFG形成的复合LPFG,提出一种新的带宽可调的全光纤带阻滤波器。当给R-LPFG施加不同的扭曲时,其两分裂谐振峰分开和合拢,同时LPFG的谐振峰抵消了R-LPFG两分裂谐振峰之间的凸起。因此,R-LPFG和LPFG组合后,对其施加不同方向和大小的扭曲时,可实现带宽可调的带阻滤波器。实验制作了该滤波器,实验表明,该滤波器在实验的可调范围内具有很高的平坦度。该滤波器具有低插入损耗和低的偏振相关损耗,在用做宽带光源的动态增益均衡器方面将具有很大的应用潜力。


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