提出了一种利用局域温度控制的高精度相移控制技术制备多相移光纤光栅滤波器的方法。首先,分析了多相移光纤光栅中相移量和相移位置的误差对多相移光纤光栅滤波器的插入损耗、带宽和形状因子的影响,得到了高性能多相移光纤光栅制备所需的相移量精度(0.0029π)和相移位置精度(368 μm)。然后,实验证实了利用局域温度控制引入高精度相移(相移量精度为0.0007π,相移位置精度为30 μm)的可行性。最后,利用所提方法制备了多相移光纤光栅,并对其光谱进行了测试和理论仿真。结果表明,基于所提方法制备的多相移光纤光栅滤波器的频率响应接近理论仿真下的理想滤波器特性,插入损耗约为0.5 dB,3 dB带宽约为366 MHz,20 dB带宽约为972 MHz,形状因子约为0.38。所提制备多相移光纤光栅滤波器的方法精确、简单、经济,没有对光纤光栅的结构造成永久性的改变,具有相移量可擦除的优势,可进一步应用于制备新型可调谐光纤滤波器。

对多相移光纤光栅滤波器的光谱进行了理论仿真。理论结果证明:通过精确设计多相移光纤光栅的相移点数目、相移位置分布、耦合系数、长度等参数,可以获得窄带平顶滤波响应的光谱;而实际制备中引入的误差会导致滤波器光谱性能恶化。随后采用紫外辐照后处理的方式,制备了多相移光纤光栅滤波器,并对其光谱进行了测试。结果表明:当多相移光纤光栅滤波器带宽较宽时,实测光谱与理想仿真结果较为吻合;增大耦合系数以减小带宽时,滤波器的性能对工艺误差更敏感。最后对误差项进行了深入的分析与讨论,结果证明,采用较长的多相移光纤光栅可以有效地增大相移点位置和相移差的容限,减弱光致损耗对其性能的影响。

通过改变种子光栅中相邻子光栅的折射率调制量, 提出一种新型交错型采样光纤 Bragg 光栅(ISFBG)设计, 并利用传输矩阵法分析 ISFBG 的反射谱特性。结果表明：对种子光栅中相邻子光栅的折射率设计不同的调制量, ISFBG 的反射谱信道数增加, 主反射峰的反射率主要由折射率调制量大的子光栅决定, 并且其反射率的大小随着折射率调制量差值的增大下降, 次反射峰均匀地分布于每两个主反射峰之间, 其反射率的大小随着折射率调制量差值的增大而增大。同时, 在设计中采用多相移技术可以进一步压缩 ISFG 信道间隔, 增加信道数量。

Via a cascaded structure, the peak-to-trough ratio is considerably improved for sampled fiber Bragg gratings (SFBGs) based on multiple-phase-shift (MPS) technique. This cascaded filter is composed of two identical SFBGs which are inserted with the increasing or decreasing arrangement of phase shifts. With this inverse arrangement of MPS in grating design, the phase fluctuation of individual SFBG can be compensated, and as a result an excellent phase matching condition is realized. In this way, the peak-to-trough ratio in reflection spectra is improved from 6 to 12 dB when multiplication factor m=4, and from 5 dB to 10 dB when m=8.