基于铌酸锂薄膜的低损耗切趾光栅耦合器 被引量：2

1

作者 刘亚康 佘玄 +5 位作者 刘红硕 黄飞 陈侃 毕然 王磊 舒晓武 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第19期204-211,共8页

基于铌酸锂薄膜提出了一种新型的低损耗切趾光栅设计方案,在线性改变填充因子的同时根据布拉格条件对每个光栅周期进行调控。此方案不仅提高了向上衍射效率,还增加了向上衍射模斑和单模光纤模斑的重叠积分,极大地提高了耦合效率。1550 n... 基于铌酸锂薄膜提出了一种新型的低损耗切趾光栅设计方案,在线性改变填充因子的同时根据布拉格条件对每个光栅周期进行调控。此方案不仅提高了向上衍射效率,还增加了向上衍射模斑和单模光纤模斑的重叠积分,极大地提高了耦合效率。1550 nm处对于TE模式耦合效率达到81.3%(0.90 dB),是目前已报道的基于无反射层铌酸锂薄膜的光栅耦合器设计方案中耦合效率最高的。考虑到实际工艺下波导存在刻蚀倾角,基于合理推广的布拉格条件同样对光栅周期进行调控,优化了带刻蚀倾角的切趾耦合光栅,耦合效率高达60.0%(2.22 dB)。 展开更多

关键词 铌酸锂薄膜 低损耗 切趾光栅 布拉格条件 刻蚀倾角

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Sinc切趾布拉格光栅谱合成特性 被引量：5

2

作者 沈本剑 谭吉春 +1 位作者 郑光威 何焰蓝 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期593-598,共6页

谱合成是获得高功率激光输出的有效方法。反射布拉格光栅衍射旁瓣是影响谱合成效率的主要因素。建立了sinc切趾布拉格光栅谱合成理论模型,采用传输矩阵法,分析了光栅参数对切趾光栅衍射特性的影响,以及入射光束光谱宽度和发散角对谱合... 谱合成是获得高功率激光输出的有效方法。反射布拉格光栅衍射旁瓣是影响谱合成效率的主要因素。建立了sinc切趾布拉格光栅谱合成理论模型,采用传输矩阵法,分析了光栅参数对切趾光栅衍射特性的影响,以及入射光束光谱宽度和发散角对谱合成效率的影响。计算结果表明:sinc切趾布拉格光栅可有效抑制衍射旁瓣的影响,其一级衍射旁瓣和二级衍射旁瓣的峰值分别由62%和36%下降为0.57%和0.12%。通过优化光栅参数,利用sinc切趾布拉格光栅可实现窄光谱间距、高谱合成效率的多光束谱合成。切趾后,在10 nm的带宽内,参与谱合成光束的数目由7束增加为25束。对于波长为1 064 nm和1 064.4 nm的两束光谱合成,当入射光束光谱宽度小于0.15 nm,且发散角小于0.8 mrad时,谱合成效率达90%以上。 展开更多

关键词 光栅 谱合成 切趾光栅 sinc切趾 衍射效率 谱合成效率

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折射率调制深度误差对切趾啁啾光纤光栅特性的影响 被引量：2

3

作者 杨林 段开椋 +1 位作者 罗时荣 赵卫 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期308-312,共5页

从耦合模方程出发,用一种矩阵方法分析了折射率调制深度误差对切趾啁啾布拉格光纤光栅传输特性的影响。结果表明:折射率调制深度误差的分布频率越高,光栅传输特性受到的危害越小;误差平均幅值越高,光栅传输特性的劣化程度越大。因此,在... 从耦合模方程出发,用一种矩阵方法分析了折射率调制深度误差对切趾啁啾布拉格光纤光栅传输特性的影响。结果表明:折射率调制深度误差的分布频率越高,光栅传输特性受到的危害越小;误差平均幅值越高,光栅传输特性的劣化程度越大。因此,在光栅的制作过程中,应注意避免和减小高幅值误差,并注意减少低空间频率分布的误差。 展开更多

关键词 啁啾布拉格光纤光栅 随机误差 耦合模理论 切趾光栅

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倾斜耦合的光栅耦合器研究进展

4

作者 张一凡 庄永勇 +7 位作者 杨柳 杜波波 刘鑫 胡庆元 夏钰坤 张磊 魏晓勇 徐卓 《压电与声光》 CAS 北大核心 2022年第4期570-587,共18页

近年来,片上光子集成技术备受关注并飞速发展,但在光纤与芯片、芯片与芯片上实现高效、高可靠性的光耦合仍是难题。光栅因其制作简单,位置灵活,对准容差大及可实现片上测试等一系列优点而备受研究者的关注。目前在绝缘体上硅(SOI)平台... 近年来,片上光子集成技术备受关注并飞速发展,但在光纤与芯片、芯片与芯片上实现高效、高可靠性的光耦合仍是难题。光栅因其制作简单,位置灵活,对准容差大及可实现片上测试等一系列优点而备受研究者的关注。目前在绝缘体上硅(SOI)平台和绝缘体上铌酸锂(LNOI)平台上已开发出大量的光栅耦合器件,并获得较高的耦合效率和大带宽。该文主要介绍光栅耦合器的工作原理和主要性能指标,阐述了均匀光栅、倾斜光栅、闪耀光栅和切趾光栅耦合的特点及现阶段进展,并对具有代表性的一维光栅性能指标进行了比较。结果表明,分布式布喇格反射镜和金属反射镜可有效地提升光栅耦合效率。此外,该文还介绍了基于LNOI平台的几种光栅耦合器,其可帮助研究者们梳理光栅耦合器的发展历程、研究现状及各耦合器的特点,为未来研究提供一定的参考。 展开更多

关键词 光栅耦合 绝缘体上硅(SOI) 耦合效率 闪耀光栅 切趾光栅

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基于非切趾短FBG光栅的小信号测量方法 被引量：1

5

作者 李扬 刘锋 +1 位作者 宋言明 祝连庆 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期885-890,共6页

为解决基于图像传感器的FBG解调系统精细测量的问题,提出了使用非切趾FBG测量弱信号的方法。设计出了非切趾FBG反射谱近似模型,采用对数放大的方法提高非切趾FBG的旁瓣,在较宽的光栅频谱范围内,进行光谱相关解调并给出解调算法。基于蒙... 为解决基于图像传感器的FBG解调系统精细测量的问题,提出了使用非切趾FBG测量弱信号的方法。设计出了非切趾FBG反射谱近似模型,采用对数放大的方法提高非切趾FBG的旁瓣,在较宽的光栅频谱范围内,进行光谱相关解调并给出解调算法。基于蒙特卡洛方法对非切趾光栅测量仿真,并搭建实验系统对非切趾FBG、宽带高斯光栅进行对比测量实验。研究结果表明,基于非切趾FBG的弱信号测量方法可有效提高波长测量精度,通过相关解调,可使测量精度达到宽带光栅的2倍。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 弱信号 非切趾光栅 蒙特卡洛方法

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龙格-库塔法和传输矩阵法求解非均匀长光纤光栅问题的比较 被引量：6

6

作者 刘勇 叶志清 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2001年第1期57-61,共5页

通过对几个具体的例子 ,分析研究龙格 -库塔法和传输矩阵法求解非均匀光纤光栅的异同 .发现在计算过程中矩阵法的运算速度快 ,精确度高 ,特别适合求解非均匀长光栅问题 .而龙格 -库塔法的计算结果则受步长的影响 ,当步长取得足够小时 ,... 通过对几个具体的例子 ,分析研究龙格 -库塔法和传输矩阵法求解非均匀光纤光栅的异同 .发现在计算过程中矩阵法的运算速度快 ,精确度高 ,特别适合求解非均匀长光栅问题 .而龙格 -库塔法的计算结果则受步长的影响 ,当步长取得足够小时 ,两种方法计算结果基本吻合 . 展开更多

关键词 光纤光栅 变迹光栅 啁啾光栅 矩阵分析法 龙格-库塔法 运算速度 步长

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变迹啁啾Bragg光纤光栅的矩阵分析 被引量：5

7

作者 叶志清 邹道文 +1 位作者 邹柳娟 陈志红 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期184-187,共4页

本文用传输矩阵法分析了各种变迹与线性啁啾 Bragg光纤光栅的响应特性 ,构造了各种变迹函数 ,进行了比较 .分析了变迹函数、啁啾系数、折射率变化量以及光栅长度对反射带宽、最大反射率的影响 .找到了最佳变迹函数和量佳啁啾系数 .特例... 本文用传输矩阵法分析了各种变迹与线性啁啾 Bragg光纤光栅的响应特性 ,构造了各种变迹函数 ,进行了比较 .分析了变迹函数、啁啾系数、折射率变化量以及光栅长度对反射带宽、最大反射率的影响 .找到了最佳变迹函数和量佳啁啾系数 .特例中的数值分析表明 ,补偿 1 0 0 km光纤色散带宽为 1 nm的最佳光栅长度是 1 40 mm,最佳啁啾系数为 0 .0 4 8nm/ cm. 展开更多

关键词 光纤光栅 变迹光栅 啁啾光栅 矩阵分析 响应特性

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光纤光栅阵列编解码器反射谱性能研究 被引量：5

8

作者 李传起 周谞 +3 位作者 朱迎春 孙婷婷 赵立龙 宋标 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期3277-3281,共5页

阵列布拉格光栅(FBG)编解码器是二维混合扩时跳频光码分多址(OCDMA)系统的关键部件。运用高斯切趾光纤布拉格光栅阵列作为光编解码器,抑制了编码波长间的串扰,提高了编解码器的抗干扰能力。分析了二维扩时跳频OCDMA系统的原理及编解码... 阵列布拉格光栅(FBG)编解码器是二维混合扩时跳频光码分多址(OCDMA)系统的关键部件。运用高斯切趾光纤布拉格光栅阵列作为光编解码器,抑制了编码波长间的串扰,提高了编解码器的抗干扰能力。分析了二维扩时跳频OCDMA系统的原理及编解码信号模型,并对FBG阵列二维编解码器的时域编解码性能进行仿真研究。给出了编解码器中波长不匹配分析的数学模型,采用解码信号的自相关峰值作为衡量编解码器性能的指标,分析了各种波长不匹配情况下的编解码器性能。理论分析和仿真结果表明,更多的子光栅数具有更强的抗干扰能力,但要以误码率提高、传输速率下降为代价。 展开更多

关键词 光纤通信 波长不匹配 高斯切趾光纤光栅 可调谐编解码器 自相关峰值

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变迹啁啾Bragg光纤光栅色散补偿特性的数值研究 被引量：2

9

作者 叶志清 余晓光 《江西科学》 2001年第1期8-10,共3页

对各种变迹与线性啁啾Bragg光纤光栅的色散特性作了数值分析 ,构造了各种变迹函数 ,进行了比较 .研究了变迹函数、啁啾系数、折射率变化量以及光栅长度对色散补偿带宽。

关键词 光纤光栅 变迹光栅 啁啾光栅 时延特性 色散补偿 数值分析 光纤通信 光纤传感

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基于相位误差补偿技术的超窄带光栅滤波器的制作 被引量：3

10

作者 陈鹏 王荣 +3 位作者 蒲涛 卢麟 方涛 郑吉林 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期2076-2082,共7页

增加光栅长度是获得具有低插入损耗、高边带抑制度的超窄带光栅滤波器最佳途径。但是长光栅的制作方案会引入比较严重的相位误差,严重影响到光栅滤波器的性能;取样光栅的设计制作方案具有滤波中心波长设计灵活、制作精度低和切趾技术实... 增加光栅长度是获得具有低插入损耗、高边带抑制度的超窄带光栅滤波器最佳途径。但是长光栅的制作方案会引入比较严重的相位误差,严重影响到光栅滤波器的性能;取样光栅的设计制作方案具有滤波中心波长设计灵活、制作精度低和切趾技术实现容易的优点。针对利用取样光栅制作超窄带光栅滤波器的方案,分析了3种常见相位误差对—1级子光栅滤波性能的影响;利用重构等效嘣啾技术(REC)成功补偿了光栅长度为6.6 cm的超窄带取样光栅滤波器—1级子光栅的相位误差,并得到了反射谱和透射谱对称性良好。3 dB带宽为26 pm,20 dB带宽为70 pm,插入损耗为1.25 dB和边带抑制度为21.55 dB的超窄带光栅滤波器。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤布拉格光栅 切趾取样光栅 光栅滤波器 相位误差

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倾斜切趾光纤光栅的理论与实验研究 被引量：4

11

作者 张鹏浩 陈爽 武洪波 《计测技术》 2022年第5期119-124,共6页

针对飞秒激光刻写均匀光纤布拉格光栅的反射主峰存在较高旁瓣,容易对主峰形成串扰的问题,开展基于倾斜切趾光纤光栅的理论与实验研究。根据飞秒激光诱导产生的折射率特点,修正耦合模模型中的交流耦合系数,并利用有限元仿真的形式,验证... 针对飞秒激光刻写均匀光纤布拉格光栅的反射主峰存在较高旁瓣,容易对主峰形成串扰的问题,开展基于倾斜切趾光纤光栅的理论与实验研究。根据飞秒激光诱导产生的折射率特点,修正耦合模模型中的交流耦合系数,并利用有限元仿真的形式,验证了倾斜切趾法的切趾类型为高斯型。之后对影响切趾效果的关键参数进行实验研究,结果表明:实验结果与仿真计算基本一致;初始横向位移为5~10μm,且不对称偏移量小于±2μm时,边模抑制比可提高到15 dB。研究成果为提高光纤光栅边模抑制比提供了重要理论支撑与实践指导,对于推动光纤光栅制备工艺技术发展具有重要意义。 展开更多

关键词 飞秒激光 切趾光纤光栅 边模抑制比

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基于切趾取样光栅单信道直流平衡技术的光栅滤波器 被引量：2

12

作者 陈鹏 王荣 +4 位作者 蒲涛 卢麟 方涛 朱英勋 郑吉林 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期2071-2076,共6页

提出了一种利用取样光栅周期的啁啾平衡切趾取样光栅单信道内直流分量的方法,基于该方法的切趾光栅滤波器具有波长设计灵活不受限于模板周期和只需一次曝光过程、亚微米量级制作精度的优点。利用均匀光栅最大反射率测量模型和零点带宽... 提出了一种利用取样光栅周期的啁啾平衡切趾取样光栅单信道内直流分量的方法,基于该方法的切趾光栅滤波器具有波长设计灵活不受限于模板周期和只需一次曝光过程、亚微米量级制作精度的优点。利用均匀光栅最大反射率测量模型和零点带宽测量模型得到了实验所使用的载氢光纤紫外光致折射率变化量与曝光时间的关系。在此基础上,利用提出的新方法设计并实验制作了中心反射波长为1549.84 nm,3 dB带宽分别为75 pm和55 pm的两根升余弦切趾光栅滤波器,实验制作与理论设计仿真结果非常接近,成功消除了取样光栅-1级子光栅谱短波长方向处的法布里-珀罗共振现象,得到的光栅滤波器反射谱和透射谱具有良好的对称性,反射谱边带抑制度在20 dB以上。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤布拉格光栅 切趾取样光栅 光栅滤波器 直流

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密集切趾光纤光栅阵列制备及其准分布温度传感的实验研究 被引量：2

13

作者 余海湖 马悦 +3 位作者 高文静 毕浩 郭会勇 郑羽 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期24-30,共7页

针对小范围热源温度探测的需求,在线制备了密集切趾的光纤光栅阵列,采用光波长时域反射解调技术和光时域分段解调技术对切趾光栅阵列传感网络信号进行解调,实现了对小范围热源温度变化的精确测量。模拟了高斯切趾光栅的旁瓣抑制效果,结... 针对小范围热源温度探测的需求,在线制备了密集切趾的光纤光栅阵列,采用光波长时域反射解调技术和光时域分段解调技术对切趾光栅阵列传感网络信号进行解调,实现了对小范围热源温度变化的精确测量。模拟了高斯切趾光栅的旁瓣抑制效果,结果显示高斯系数G=4时,可获得较好的谱型和较高的旁瓣抑制比。采用在线光栅阵列制备系统制备了旁瓣抑制比为20.74 dB的密集切趾光栅阵列,温度实验结果显示,传感网络的时域分段精度可达1 m,空间分辨率可达10 cm,温度灵敏度为10.15 pm/℃。该系统可应用于电缆廊道、地铁等环境下的小范围热源温度探测。 展开更多

关键词 光纤传感器 光纤光栅阵列 切趾光栅 密集光栅阵列 温度传感

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变迹啁啾Bragg光纤光栅的响应特性数值计算

14

作者 叶志清 邹道文 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2000年第3期245-248,共4页

该文对各种变迹与线性啁啾Bragg光纤光栅的响应特性进行了数值计算 .分析了变迹函数、啁啾系数、折射率变化量以及光栅长度对反射带宽、最大反射率的影响 .特例中给出了长度为 140mm ,啁啾系数为 0 .0 4 8nm/cm的各种变迹与线性啁啾Brag... 该文对各种变迹与线性啁啾Bragg光纤光栅的响应特性进行了数值计算 .分析了变迹函数、啁啾系数、折射率变化量以及光栅长度对反射带宽、最大反射率的影响 .特例中给出了长度为 140mm ,啁啾系数为 0 .0 4 8nm/cm的各种变迹与线性啁啾Bragg光纤光栅的响应特性数值计算结果 . 展开更多

关键词 光纤光栅 变迹光栅 啁啾光栅 矩阵分析

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高斯变迹FBG在非均匀介质下的数值响应特性研究 被引量：2

15

作者 赵明富 汪颖 +1 位作者 罗彬彬 曹李华 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期25-29,共5页

基于光波导理论和传输矩阵法,研究光纤包层被完全腐蚀后的高斯变迹光纤布拉格光栅(FBG)在非均匀外部介质环境下的反射谱特性。仿真过程中,分别考虑高折射率区(1.43～1.45)和低折射率区(1.33～1.36)两种情况,同时假设该非均匀外部介质折... 基于光波导理论和传输矩阵法,研究光纤包层被完全腐蚀后的高斯变迹光纤布拉格光栅(FBG)在非均匀外部介质环境下的反射谱特性。仿真过程中,分别考虑高折射率区(1.43～1.45)和低折射率区(1.33～1.36)两种情况,同时假设该非均匀外部介质折射率(SRI)呈不同的线性函数分布。仿真结果表明,高斯变迹FBG的谱带宽、谱强度特性与SRI沿光栅轴向的线性分布梯度密切相关。随着SRI梯度增加,反射谱的3dB带宽也逐渐增加,此时高、低折射率区的梯度灵敏度分别为3.775×103 nm.mm/riu和3.72×103 nm.mm/riu。研究结果对高斯变迹FBG用于生化传感领域的非均匀介质测量具有一定意义。 展开更多

关键词 传输矩阵法 高斯变迹FBG 外部介质折射率 折射率梯度传感器

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基于OCDMA系统的光纤光栅频谱特性分析

16

作者 蔡杰 周谞 朱迎春 《电脑知识与技术》 2009年第3X期2202-2203,2206,共3页

该文研究了光纤布拉格光栅阵列的反射谱,分析了几种不同的切趾函数对旁瓣的影响。讨论了啁啾光栅的反射谱性能,结论表明了啁啾系数和折射率调制深度是影响啁啾光栅反射谱特性的主要因素,通过切趾技术可以改善啁啾光栅的性能,使其适用于O... 该文研究了光纤布拉格光栅阵列的反射谱,分析了几种不同的切趾函数对旁瓣的影响。讨论了啁啾光栅的反射谱性能,结论表明了啁啾系数和折射率调制深度是影响啁啾光栅反射谱特性的主要因素,通过切趾技术可以改善啁啾光栅的性能,使其适用于OCDMA系统。重点分析了相移超结构光纤光栅(SSFBG)的原理,并设计出了一种码长31的gold码SSFBG编解码器,仿真了其反射谱曲线。 展开更多

关键词 OCDMA 反射谱 切趾光栅 啁啾光栅 相移超结构光纤光栅

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亮孤子在升余弦变迹光纤布拉格光栅中传输特性的数值分析 被引量：1

17

作者 迎春 敖特根 林琳 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1170-1173,共4页

在耦合模理论的基础上,运用有限差分法数值模拟了布拉格孤子在升余弦变迹光纤光栅中的传输以及孤子之间的相互作用。模拟结果表明,合适选择输入功率和初始脉宽等初始条件,可以实现升余弦变迹光纤光栅中孤子的稳定传输。输入两个孤子时,... 在耦合模理论的基础上,运用有限差分法数值模拟了布拉格孤子在升余弦变迹光纤光栅中的传输以及孤子之间的相互作用。模拟结果表明,合适选择输入功率和初始脉宽等初始条件,可以实现升余弦变迹光纤光栅中孤子的稳定传输。输入两个孤子时,发现两个孤子之间的相互作用对它们的相对相位和相对振幅参数敏感。初始间隔较近的孤子对,随着它们之间的相对相位差和相对振幅参数的不同而发生相互吸引、相互排斥、交换能量等现象。 展开更多

关键词 布拉格孤子 升余弦变迹光栅 有限差分法 反常色散区

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基于波片棱镜组合能量调节的切趾光纤光栅 被引量：1

18

作者 郑钟铭 国旗 +2 位作者 吴娜 于永森 李文昊 《吉林大学学报（信息科学版）》 CAS 2020年第5期523-528,共6页

为提高飞秒激光制备高反射率FBG(Fiber Bragg Grating)的边模抑制比,提出了一种基于组合二分之一波片和格兰棱镜调节激光能量的加工方法,制备出了高反射率和高边模抑制比的切趾光纤光栅。通过上位机输入切趾函数模型,实时精确调节步进... 为提高飞秒激光制备高反射率FBG(Fiber Bragg Grating)的边模抑制比,提出了一种基于组合二分之一波片和格兰棱镜调节激光能量的加工方法,制备出了高反射率和高边模抑制比的切趾光纤光栅。通过上位机输入切趾函数模型,实时精确调节步进电机速度,机械旋转二分之一波片位置,实现激光能量沿光纤方向呈切趾函数分布,从而在光纤纤芯中折射率调制区域呈切趾函数分布,获得参数可调的切趾光纤光栅。实验表明,该方法制备的切趾光栅在1550 nm处反射率可达70%,边模抑制比超过20 dB,半高峰宽度0.35 nm。对其温度和应力传感特性研究显示,其温度灵敏度为1.529×10^-2nm/K,应力灵敏度为1.61 nm/N。该种方法制备的高反射率切趾光纤光栅有望应用于大功率、窄线宽的光纤激光器以及高速精确传感解调系统中。 展开更多

关键词 飞秒激光 二分之一波片 格兰棱镜 切趾光纤光栅 切趾函数

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变迹光纤光栅中布拉格孤子相互作用特性的数值研究

19

作者 迎春 敖特根 林琳 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期207-209,212,共4页

在耦合模理论基础上,运用有限差分法分别数值模拟了布拉格孤子在抛物线平方变迹和高斯变迹光纤光栅中的相互作用。结果表明,同振幅孤子对在不同变迹光纤光栅中的相互作用特点都具有一定的规律性。在高斯变迹光纤光栅中,合适选择相对相... 在耦合模理论基础上,运用有限差分法分别数值模拟了布拉格孤子在抛物线平方变迹和高斯变迹光纤光栅中的相互作用。结果表明,同振幅孤子对在不同变迹光纤光栅中的相互作用特点都具有一定的规律性。在高斯变迹光纤光栅中,合适选择相对相位和相对振幅等参数可以使两个不同振幅孤子的相互作用表现为排斥作用,而在抛物线平方变迹光纤光栅中两个不同振幅孤子相互作用较复杂。 展开更多

关键词 布拉格孤子 有限差分法 变迹光纤光栅

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