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磁光光纤光栅的偏振相关特性研究

作　者: 程立伟
导　师: 武保剑
学　校: 电子科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 磁光光纤布拉格光栅 偏振消光比 偏振相关损耗 差分群时延
分类号: O436.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


磁光光纤光栅型智能光导结构具有光子带隙可调、非线性阈值功率低、磁光开关时间短等优势,在光开关、梳状可调滤波、非线性脉冲整形等光信息处理及光纤传感领域具有广泛的潜在应用。目前人们对磁光光纤光栅的研究还主要集中在理论方面,因此搭建一套磁光光纤光栅的实验测试平台,对开展相应的实验研究具有重要意义。本文根据磁光光纤光栅的相关理论,分析了磁光光纤光栅的三种特性参数测试方案,建立了磁光光纤光栅的实验测试系统。主要工作内容与创新点有:1.搭建了一套磁光光纤光栅实验测试平台。目前,该平台可用于测试磁光光纤光栅的偏振消光比、偏振相关损耗及差分群时延特性;磁光光纤光栅的其他基础实验,如磁光光纤光栅光谱、磁场相关特性、多种效应耦合等也将在该平台上完成。2.通过分析磁光光纤Bragg光栅中偏振消光比特性,提出了一种利用峰值偏振消光比测量磁场的新方案。理论分析和OptiSystem软件仿真均表明,当光栅耦合系数远大于磁光耦合参量时,峰值偏振消光比与外加磁场的对数值成线性关系,与初步的实验结果基本一致。3.数值分析了磁光光纤光栅的偏振相关损耗及差分群时延特性,以及光栅参数对这两种特性频谱的影响。这为基于磁光光纤光栅实验平台的偏振相关损耗及差分群时延实验研究提供了理论支持。实验研究发现,差分群时延在同一磁场情况下,随温度的升高向长波长处漂移。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-14
第一章 绪论  14-21
  1.1 课题研究的背景和意义  14-15
  1.2 磁光光纤及其应用  15-17
  1.3 基于光纤光栅的磁场测量  17-19
  1.4 本文的主要研究内容  19-21
第二章 磁光光纤光栅实验平台  21-32
  2.1 MFBG 实验平台中的基础理论  21-27
    2.1.1 光波偏振态的表示方法  21-24
    2.1.2 MFBG 中的磁光法拉第效应  24
    2.1.3 MFBG 中的费尔德常数及其性质  24-27
  2.2 磁光光纤光栅实验平台中的仪器与器件  27-31
    2.2.1 磁光可调单元  27-29
    2.2.2 实验平台的光源部分  29-30
    2.2.3 实验平台的测试仪器  30-31
  2.3 本章小结  31-32
第三章 磁光光纤Bragg 光栅中偏振消光比特性分析  32-46
  3.1 基于MFBG 中偏振消光比的测量原理  32-36
    3.1.1 磁光光纤Bragg 光栅中偏振模转换效应  32-34
    3.1.2 MFBG 中偏振消光比  34-35
    3.1.3 基于偏振消光比的磁场测量原理  35-36
  3.2 OptiSystem 仿真实验分析  36-40
    3.2.1 MFBG 中PER 测量仿真实验系统搭建  36-38
    3.2.2 MFBG 参数对PER 测量性能的影响  38-40
  3.3 MFBG 中偏振消光比初步实验分析  40-44
    3.3.1 偏振消光比的测试方法  40-41
    3.3.2 MFBG 中偏振消光比实验测试系统  41
    3.3.3 初步实验结果分析  41-44
  3.4 本章小结  44-46
第四章 磁光光纤Bragg 光栅中偏振相关损耗特性分析  46-57
  4.1 MFBG 中偏振相关损耗特性的理论分析  46-51
    4.1.1 MFBG 中圆偏光的线性耦合  46-47
    4.1.2 MFBG 中偏振相关损耗的定义  47-48
    4.1.3 光栅参数对MFBG 中偏振相关损耗谱的影响分析  48-50
    4.1.4 光栅参数对MFBG 中PDL 峰值磁场测量性能的影响分析  50-51
  4.2 MFBG 中偏振相关损耗初步实验分析  51-56
    4.2.1 偏振相关损耗的测试方法  51-54
    4.2.2 MFBG 中偏振相关损耗实验测试系统  54-55
    4.2.3 初步实验结果分析  55-56
  4.3 本章小结  56-57
第五章 磁光光纤Bragg 光栅中差分群时延特性分析  57-66
  5.1 MFBG 中差分群时延特性的理论分析  57-62
    5.1.1 MFBG 中差分群时延的定义  57-58
    5.1.2 光栅参数对MFBG 中差分群时延谱的影响分析  58-59
    5.1.3 温度对MFBG 中DGD 谱的影响分析  59-60
    5.1.4 光栅参数对MFBG 中DGD 峰值磁场测量性能的影响分析  60-62
  5.2 MFBG 中差分群时延初步实验分析  62-65
    5.2.1 MFBG 中差分群时延实验测试系统  62-63
    5.2.2 初步实验结果分析  63-65
  5.3 本章小结  65-66
第六章 总结与展望  66-68
  6.1 本文研究内容总结  66-67
  6.2 下一步研究内容  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-72
个人简历  72-73
作者攻读硕士期间取得的研究成果  73-74

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 光学 > 物理光学（波动光学） > 偏振与色散
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