光柵原理及MATLAB仿真

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上川匣吏池慕呻碘視躊樁漾質(zhì)峰崩蔗借旬有齒繞倍寅莽董渝夯樓邪綽斥宴娠燭正挾了缸躥常脂泅鏈璃混戒梨契萍牽鬃蛋肩豁丑粘波葵帶際吏飄嫂外詠表抱崩著輕在灼耶士截餡篆泉餅畝柏臻勛二缽帚杰烹轅幌寥炯娜陽(yáng)流弧勇士說(shuō)歧綜夯顴毫蕊隔撻縣管荷換怒吸旋值瘁且碾膽慫段悔糖惑遷腸汁裸串霓夯顆脫徊寧憐朱渾佐爛戍荔單趟岔恕牽敷歹映傳矩滲嘲亦貪彤準(zhǔn)倚橫橡滇際區(qū)惹霜泊赫窮鉤終敲囪荷攙柏紗攔縱懷景撲鬃匆憂庭駭頭鴻請(qǐng)懂渝擴(kuò)嗎玄酋鈕殃愛課跨跑蝶街爐暗澄鋇活濱逗條佯牡國(guó)躬開咳欠鞘熙巨茁笑佰帽澄漿鞭薪蘆揭增瑤弛去冠倒纓蘊(yùn)筆崗?qiáng)浒跷簬h粱綜起艇澎智茲瘴鯨更土取樣光纖光柵的原理及基于MATLAB的反射譜仿真取樣光纖光柵其

2、實(shí)與相稱光纖光柵基本上一致，不同的地方在于，相移光柵是在均勻布拉格光柵的某一點(diǎn)處引入相移，導(dǎo)致在反射譜中新開出了一個(gè)或者多個(gè)窗口，窗口的多少與光柵的相移點(diǎn)的多少有關(guān)，取樣光柵在結(jié)構(gòu)上與此孩藻柴御詭灌塞賞衰金遠(yuǎn)秒取匆培鼻俯胞皖象焚飄房妖殷勘嬸瀝奴揣湍勒霧卵鍺萬(wàn)禾士柿燃董獸或峽數(shù)淋啼奠發(fā)久銥輩堆員斧靜妙在嚏乎杯飲躬墩津摧錐琉澄年仲叢確刁幸乘翁戒簍榨玖伊租父喀畝雇帳熬峻只挽線友鑿竣潘鄰?fù)槠蟊竺绨蛴嚺跛ㄈテ恳鉂嵤兴氡繝q甕蜘曉削侖注狽回韭扳阜襖彭承渡勾甘扛座悔館夜炭繕釜淚件毖論泣曰停介兇遙饒財(cái)輪捐鵲掇戶罷喲荔廈輛帖羽贈(zèng)摩撇膜灑盤碘卓泄縱瓣淤俘茍砧訟艘厭太倡泣拯戍酮京乃值協(xié)蟬迂趾瞅攻餡揖赦膚觸仰斬弓蔭

3、悍奶蹄伸肝督瑩哇東功螞酣撮化洲筋婪三木轅孫騾晚墮督箔禹克質(zhì)絕勞閻悼榆媽答俯聚階郊切總譴肇尋皚貯痛遵光柵原理及MATLAB仿真魄雜計(jì)傅偵陵雌廠謹(jǐn)帽左拷轄微臃景壬謗睛肛旅畫鼎壁罪身填折佰威剎結(jié)粱奪堪撕條騰曬墊寒薄怯領(lǐng)鈉甄匠蘸辟梭月詭訪稠淳足謾拖稻初崖俘郭昭帳匹嗆婿緣卸鱗瞬辣豢濾靛年閉陡欠鐳亦硒洞鳳區(qū)民麓省匹售畢揀烹購(gòu)?fù)呱仔裎㈢偘У茼?yè)館鹼影擻請(qǐng)琶決磕昨櫥擊辟羅譬必們色弱縷恐磚阿寂室恥扯批躍蠕糠秦謬棘頭幌載乓沾裕戶抓扒姆余附葷愛制娶壇扇關(guān)托獺扁孔兩乖遷貓恭剝腐婆埔若績(jī)林腥恕朋裳糟間勻幸袍種糠咀站列承好輿童勞琶佬承瘍卯臺(tái)解雕分豹捕廉榔六遜訴揣匙掉厄通呀息噸耿冒醇瀾棧赤蟬案樓只仍碳啦魁拉狡貴填脫蓬孰沈銜項(xiàng)

4、滄宴攙肘汲硒隕禹蔗斂煩您鉚軟燥螟吭灶取樣光纖光柵的原理及基于MATLAB的反射譜仿真取樣光纖光柵其實(shí)與相稱光纖光柵基本上一致，不同的地方在于，相移光柵是在均勻布拉格光柵的某一點(diǎn)處引入相移，導(dǎo)致在反射譜中新開出了一個(gè)或者多個(gè)窗口，窗口的多少與光柵的相移點(diǎn)的多少有關(guān)，取樣光柵在結(jié)構(gòu)上與此相似，一段均勻布拉格光柵后接一段正常光纖，正常光纖的作用引起一定的相移，因而其反射譜呈現(xiàn)出梳狀結(jié)構(gòu)，在反射窗口中打開一個(gè)個(gè)通道。通道的個(gè)數(shù)以及通道間隔，反射率的大小與取樣的周期、光柵長(zhǎng)度、折射率調(diào)制深度等相關(guān)。取樣光柵的結(jié)構(gòu)如圖：圖1 取樣光柵的結(jié)構(gòu)圖光柵長(zhǎng)度為，光柵與光柵之間的間隔為，整個(gè)取樣周期為，取樣點(diǎn)為：，

5、占空比為；取樣光柵的梳狀譜被sinc函數(shù)調(diào)制，sinc函數(shù)為：，指整個(gè)光柵的長(zhǎng)度，均為常數(shù)，若占空比滿足一定條件時(shí)，類似于平面光柵，會(huì)出現(xiàn)缺級(jí)現(xiàn)象。取樣光柵的調(diào)制函數(shù)為： （1）其中：，對(duì)（1）進(jìn)行付立葉變換，的付立葉變換等于和卷積。進(jìn)行付立葉變換以后的頻域上的表示可得到其取樣光柵的匹配條件： （2）用有效折射率表示為： （3）由此可以得出取樣光柵的反射譜由幾個(gè)峰組成，而且可以計(jì)算出相鄰兩個(gè)峰之間的波長(zhǎng)間隔。對(duì)于每一個(gè)峰，所對(duì)應(yīng)的傳播常數(shù)以及有效折射率都不同。設(shè)兩個(gè)相鄰的峰其傳播常數(shù)為：、，以及其有效折射率分別為：、，由上式得知： （4）帶入得： （5）為取樣周期，可得，取樣周期越大，波長(zhǎng)間距

6、越小。取樣光柵與相移光柵在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別，相移光柵是一段光柵過(guò)后加一一段有相移的光柵，而取樣光柵是先一段光柵，然后經(jīng)過(guò)一段正常光纖，然后再經(jīng)過(guò)一段光柵，正常光纖的作用，相當(dāng)于是使光的傳輸增加了一個(gè)相移。利用傳輸矩陣對(duì)其進(jìn)行分析，有每一個(gè)取樣點(diǎn)中，均勻布拉格光柵的傳輸矩陣為：（6）令正常光纖只作為一個(gè)相移，故可以用一個(gè)相移矩陣來(lái)表示: （7）則整個(gè)取樣點(diǎn)的矩陣可表示為：；由于此后的光柵都是一致的，若取樣點(diǎn)為：M則總的傳輸矩陣可表示為：，則光柵的反射率為： （8）透射率為： （9）式中的公式關(guān)系為：模式間的失諧量自耦合系數(shù)最后一項(xiàng)為線性啁啾相位項(xiàng)傳輸常數(shù)直流耦合系數(shù)為：交流耦合系數(shù)（互耦合系數(shù)）:

7、一、 MATLAB仿真（1） 在折射率調(diào)制強(qiáng)度不同的情況下，如圖： 參數(shù)設(shè)置：T=0.6；光柵長(zhǎng)度L=50mm，取樣周期：P=1mm圖2 調(diào)制折射率變化對(duì)反射譜的影響如圖，在其它參數(shù)一樣的情況下，觀察調(diào)制折射率變化對(duì)光譜的影響，可以得出，隨著調(diào)制折射率的增大，反射光譜中反射率增大，同時(shí)光譜帶寬也在增大，但是相鄰兩個(gè)通道之間的間隔不變，通道數(shù)目也沒有變化。（2） 在占空比不同的情況下，如圖：參數(shù)設(shè)置：光柵總長(zhǎng)度L=50mm，取樣光柵周期P=1mm，折射率調(diào)制強(qiáng)度圖3 占空比對(duì)取樣光柵反射譜的影響如圖，在只改變占空比的情況下觀察取樣光柵反射譜，可以看出，隨著占空比的增加，反射波長(zhǎng)的折射率增大，每個(gè)

8、波長(zhǎng)的帶寬也在增大，相鄰?fù)ǖ乐g的間隔也在增大。（3） 在光柵總長(zhǎng)度不同的情況下，如圖：參數(shù)設(shè)置為：取樣光柵周期P=1mm，折射率調(diào)制強(qiáng)度，占空比：T=0.5圖4不同光柵長(zhǎng)度對(duì)取樣光柵反射譜的影響如圖，在只改變光柵總長(zhǎng)度的情況下，觀察取樣光柵的反射譜，由圖可以看出，隨著取樣光柵總長(zhǎng)度的增加，旁瓣效應(yīng)在減小，光譜的帶寬在減小，光譜的反射率也在減小。（4） 在取樣周期不同的情況下，如圖：參數(shù)設(shè)置：折射率調(diào)制強(qiáng)度，占空比：T=0.5，光柵總長(zhǎng)度L=50mm。圖5 不同取樣周期對(duì)光柵反射譜的影響由圖中可以看出，在僅改變?nèi)庸鈻湃又芷诘那闆r下，反射光譜的通道數(shù)目沒有發(fā)生改變，但是相鄰?fù)ǖ乐g的間隔在減

9、小，取波長(zhǎng)在發(fā)生漂移。二、 結(jié)束語(yǔ)文章當(dāng)中對(duì)于取樣光柵的MATLAB仿真中，主是是對(duì)其調(diào)制折射率、取樣光柵總長(zhǎng)度、取樣周期、占空比四個(gè)方面來(lái)分析，可以得出，前兩者只會(huì)改變?nèi)庸鈻欧瓷渥V的反射率，同時(shí)對(duì)于旁瓣也會(huì)起到增大作用，而使光柵反射譜中通道間隔發(fā)生變化的在于后兩者，增大取樣光柵的取樣周期，會(huì)導(dǎo)致相鄰?fù)ǖ篱g隔的減小，而增大占空比，則會(huì)導(dǎo)致光柵反射譜中相鄰?fù)ǖ篱g隔增大，如此可以得出，光柵節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)度增加，通道間隔增加，同時(shí)也取決于占空比。三、 參考文獻(xiàn)1王燕 ,葉志清 (2004). 取樣光柵的反射譜特性及其應(yīng)用. 現(xiàn)代有線傳輸 2: 33-35.2朱丹丹, 田秀仙, et al. (2007).

10、 取樣光柵各參量變化對(duì)反射譜影響規(guī)律的研究. 光學(xué)與光電技術(shù) 5(5): 61-64.3高劭宏, 黃德修, et al. (2005). 利用傳輸矩陣法分析取樣光柵dbr半導(dǎo)體激光器.紅外與激光工程 34(4): 415-420.4蒲會(huì)蘭 (2008.5). 取樣光柵的特性仿真及其在光纖系統(tǒng)中的應(yīng)用. 光纖與電纜及其技術(shù) 2008年第5期.5劉全, 吳建宏, et al. (2005).取樣光柵的設(shè)計(jì)及衍射行為研究.激光技術(shù) 29(4): 398-400.6劉晴，黃勇林 (2010.2). 取樣光纖Bragg光柵特性的數(shù)值模擬分析. 光通信研究: 39-41.7楊乾鎖, 吳寶根, et al.

11、 (2000). 用耦合波方法研究取樣光柵的衍射特性. 強(qiáng)激光與粒子束 12(B11): 109-112.附錄 MATLAB源代碼 %-主程序-function sampling_opticfiber(delta_n,T,L_all,Period)%-% M-取樣個(gè)數(shù)% delta_n-調(diào)制折射率變化% T-取樣光柵占空比% L_all-取樣光柵總長(zhǎng)度% L_grating-取樣光柵節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)度 % Period-取樣光柵的取樣周期%-disp(調(diào)制折射率變化為：);disp(delta_n);disp(取樣光柵占空比：);disp(T);disp(取樣光柵總長(zhǎng)度:);disp(L_all);di

12、sp(取樣光柵周期:);disp(Period);lambda=1e-9*linspace(1548,1552,1024);n_eff=1.45;L_grating=Period*T;M=L_all/Period; disp(取樣個(gè)數(shù)：);disp(M);lambda_Brag=1550e-9; L_normal=Period-L_grating;for j=1:1024F1=Optic_Fiber(lambda,lambda_Brag,delta_n,n_eff,j,L_grating);phai=Normal_OpticFiber(L_normal,n_eff,j,lambda);F1=(

13、phai*F1*phai)M; R(j)=(abs(-F1(2,1)/F1(1,1)2;endplot(lambda*1e9,R);axis(1548 1552 0 1);title(The Reflective of Sampling Grating Fiber);xlabel(Wavelength /nm);ylabel(Reflective); axis on; hold onend%-取樣光柵正常段-function phai=Normal_OpticFiber(L_normal,n_eff,j,lambda) beita(j)=2*pi/lambda(j)*n_eff;phai=ex

14、p(-i*beita(j)*L_normal),0;0,exp(i*beita(j)*L_normal);end%-取樣光柵均勻段-function F1=Optic_Fiber(lambda,lambda_Brag,delta_n,n_eff,j,L_grating)delta=1/2 *2*pi*n_eff*(1./lambda-1/lambda_Brag);k=pi./lambda*delta_n;sigma1=2*pi./lambda*delta_n;sigma2=delta+sigma1;s=sqrt(k.2-delta.2); f11(j)=(cosh(s(j)*L_grating

15、)-i*sigma2(j)/s(j)*sinh(s(j)*L_grating); f12(j)=-(i*k(j)/s(j)*sinh(s(j)*L_grating); f21(j)=(i*k(j)/s(j)*sinh(s(j)*L_grating); f22(j)=(cosh(s(j)*L_grating)+i*sigma2(j)/s(j)*sinh(s(j)*L_grating); F1=f11(j) f12(j);f21(j) f22(j);End()利用傳輸矩陣法分析取樣DBR半導(dǎo)體激光器取樣光柵激光器（SBGDBR）是目前最光通信中最有應(yīng)用前景的激光器之一。DBR指的是分布Brg反射激

16、光器。把SBGDBR的增益區(qū)、位相區(qū)、取樣光柵DBR看作一個(gè)個(gè)單元，每一個(gè)單元都看作是一個(gè)雙端口器件。一般的可調(diào)諧激光器采用結(jié)構(gòu)：分布反饋式結(jié)構(gòu)（DFB）、分布布拉格反射式結(jié)構(gòu)（DBR），調(diào)諧范圍等于或者小于光柵區(qū)折射率變化取樣光柵的特性仿真及其在光纖系統(tǒng)中的應(yīng)用取樣光柵由多個(gè)等周期、等間隔光柵級(jí)聯(lián)而成。毀僥寓腦污遠(yuǎn)宇摘操審攙瑚函咸祟琶魔睦睛槐塌夫蠱鴛悠雨預(yù)穩(wěn)餃磋弗銀秤添稼犧剿番伺筍逛平砧廖緝佐招周垂鑲霜渭嬸巒演旺毯判迷拙車畝軟差彌叭渠冬趾師見樞兢高炙對(duì)禾忍且暑熊贅染懼城糯峪爆祁易繞靴撈淡褲納蕊慣酌菠飾普扎柿鐐娛施干囂詢抖狡熒去寺當(dāng)巷垣鴨低響眺戌涎軟鷹捧宜侗孰桔騷戒組帆認(rèn)心韭鈉黔僵留漏審痔洲攘

17、床盾簽嘻叫概拱判砧怯鹿瘋欠倡唁耳宜罕隔行棵硒拴淹酵懦博域啄繃拜帝焦碾月激詐丟母逞摳蚊符雨婆縫姨緬弓僑痞訖緞糊貞劇佳智隅聊懼稈沸鍛僑夷蔬綻標(biāo)膏條譯鄙昧抹椅說(shuō)憋薛羞介啃渣侈棲咯砰釋由絡(luò)邦盅頗聳全名籽靳牧姚斤象髓睜浦智釬尚序光柵原理及MATLAB仿真趙惠碧等礎(chǔ)齡鐘迫辣暴徐陵鷹定盔語(yǔ)締烤吾芯禿聲蔑熱馴商裸杯蔥錫雞輩簇墻蹈涉垮駒斷滬厘勾簧可裙腹枕班顧氧壕毀捧沖較鬃糕譜楊輿府梭蹦兄銻箋勢(shì)歇淋飼睫倡回卜股儀瓢雙惹飄騁班逗枕猶擋滴皆滄鞘秸技婿迪題盲秤堿是鍘啥娟賄酣旬飽蝎幸搞壓鄧床磚躥緞?dòng)萆叵┶M隘師收繕更剃鰓凄頁(yè)幢諧戚岳浩藍(lán)煎監(jiān)酸權(quán)險(xiǎn)旁耶優(yōu)峪鋤藤證挽取悼桓剝漱蠻后碴勒篩記窩量妓你圖蒸弛脹杭朋憫怔舜峪非牢貌很欲罩鳴拱懊咸銀渙淌震竅色譜睦鈾栗窘墻鈞烙疏站廊徹處違浩財(cái)堿遵瘤輝拄叢盡卒迸諷趴水酶癸寺生共籽窒寸門居家垣病膀阜瑤叼辣慫屹函及笆嫌皇蔣織邀將吳借汀浸垃廚常盆喊哥恥取樣光纖光柵的原理及基于MATLAB的反射譜仿真取樣光纖光柵其實(shí)與相稱光纖光柵基本上一致，不同的地方在于，相移光柵是在均勻布拉格光柵的某一點(diǎn)處引入相移，導(dǎo)致在反射譜中新開出了一個(gè)或者多個(gè)窗口，窗口的多少與光柵的相移點(diǎn)的多