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Bragg光纤光栅傅里叶模式耦合理论

饶云江 曾祥楷

Bragg光纤光栅傅里叶模式耦合理论

饶云江, 曾祥楷
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  • 建立了Bragg光纤光栅傅里叶模式耦合理论.在分析光纤光栅的耦合模时,发现了耦合模式的振幅系数间存在傅里叶变换关系.推导了将傅里叶变换和模式耦合融合在一起的Bragg光纤光栅反射谱和透射谱的通用表达式.该理论是用傅里叶变换得到Bragg光纤光栅折射率微扰的空域谱,再对该空域谱进行模式耦合分析计算,从而得到Bragg光纤光栅的光谱特性.根据该理论,仿真分析了Bragg光纤光栅的谱特性,与耦合模理论、直接傅里叶变换法进行了对比分析.结果表明,傅里叶模式耦合理论与传统的耦合模理论及实际Bragg光纤光栅的光谱特性一致,具有简单、清晰、直接、精确和分析效率高的特点,可分析任意轴向折射率微扰分布的Bragg光纤光栅结构.
    [1]

    Lam D K W, Garside B K 1981 Appl. Opt. 20 440

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    Yamada M, Sakuda K 1987 Appl. Opt. 26 3474

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    Bouzid A, Abushagur M A G 1997 Appl. Opt. 36 558

    [5]

    Peral E, Capmany J 1997 J. Lightwave Technol. 15 1295

    [6]

    Kogelnik H 1976 Bell Sys. Tech. J. 55 109

    [7]

    Kogelnik H 1990 Theory of Optical Waveguides in Guided-wave Optoelectronics (Berlin: Springer-Verlag)

    [8]

    Erdogan T, Sipe J E 1996 J. Opt. Soc. Am. A 13 296

    [9]

    Erdogan T 1997 J. Opt. Soc. Am. A 14 1760

    [10]

    Erdogan T 1997 J. Lightwave Technol. 15 1277

    [11]

    Lee K S, Erdogan T 2001 Electron. Lett. 37 156

    [12]

    Wang Y H, Ren W H, Liu Y, Tan Z W, Jian S S 2008 Acta Phys. Sin. 57 363 (in Chinese) [王燕花、任文华、刘 艳、谭中伟、简水生 2008 物理学报 57 363]

    [13]

    Qiu K, Wu B J, Wen F 2009 Acta Phys. Sin. 58 1726 (in Chinese) [邱 昆、武保剑、文 峰 2009 物理学报 58 1726]

    [14]

    Wang M G, Wei H, Jian S S 2003 Acta Phys. Sin. 52 609 (in Chinese) [王目光、魏 淮、简水生 2003 物理学报 52 609]

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    Shu X W, Huang D X, Deng G H, Shi W, Jiang S 2000 Acta Phys. Sin. 49 1731 (in Chinese) [舒学文、黄德修、邓桂华、施 伟、江 山 2000 物理学报 49 1731]

    [16]

    Ouellette F, Cliche J F, Gagnon S 1994 J. Lightwave Technol. 12 1728

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    Weller-Brophy L A, Hall D G 1985 J. Opt. Soc. Am. A 2 864

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    Weller-Brophy L A, Hall D G 1988 Appl. Opt. 27 963

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    Kashyap R 1999 Fiber Bragg Gratings (San Diego: Academic Press)

    [20]

    Zheng J L, Wang R, Fang T, Lu L, Pu T, Chen X F 2009 Acta Phys. Sin. 58 7017 (in Chinese) [郑吉林、王 荣、方 涛、卢 麟、蒲 涛、陈向飞 2009 物理学报 58 7017]

    [21]

    Mazzetto E, Someda C G, Acebron J A, Spigler R 2005 Opt. Quantum Electron. 37 755

    [22]

    Marcuse D 1974 Theory of Dielectric Optical Waveguide (New York: Academic Press)

    [23]

    Fang J X, Cao Z Q, Yang F Z 1987 Physical Foundation of Optical Waveguide Technology (Shanghai: Shanghai Jiaotong University Press)(in Chinese)[方俊鑫、曹庄琪、杨傅子 1987光波导技术物理基础 (上海:上海交通大学出版社)]

    [24]

    Shu X W 2000 Ph. D. Dissertation (Wuhan: Huazhong University of Science and Technology) (in Chinese) [舒学文 2000 博士学位论文 (武汉:华中理工大学)]

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出版历程
  • 收稿日期:  2009-11-02
  • 修回日期:  2010-05-17
  • 刊出日期:  2010-12-15

Bragg光纤光栅傅里叶模式耦合理论

  • 1. (1)重庆大学光电技术与系统教育部重点实验室,重庆 400044;电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室,成都 610054; (2)重庆理工大学电子信息与自动化学院,汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室,重庆 400050

摘要: 建立了Bragg光纤光栅傅里叶模式耦合理论.在分析光纤光栅的耦合模时,发现了耦合模式的振幅系数间存在傅里叶变换关系.推导了将傅里叶变换和模式耦合融合在一起的Bragg光纤光栅反射谱和透射谱的通用表达式.该理论是用傅里叶变换得到Bragg光纤光栅折射率微扰的空域谱,再对该空域谱进行模式耦合分析计算,从而得到Bragg光纤光栅的光谱特性.根据该理论,仿真分析了Bragg光纤光栅的谱特性,与耦合模理论、直接傅里叶变换法进行了对比分析.结果表明,傅里叶模式耦合理论与传统的耦合模理论及实际Bragg光纤光栅的光谱特性一致,具有简单、清晰、直接、精确和分析效率高的特点,可分析任意轴向折射率微扰分布的Bragg光纤光栅结构.

English Abstract

参考文献 (24)

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