1 重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆 400065
2 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室，上海 200240
相移光栅是光子集成电路的基本元件之一，被广泛应用于多种领域中。与传统的反射型相移光栅相比，反向耦合型相移光栅无需光环形器，易实现大规模集成。提出了一种高Q值、超窄带宽的反向耦合型相移光栅。利用光栅的Moire效应，通过将不同周期的波导光栅组合在一起，实现了Q值为12893、3 dB凹陷带宽为0.12 nm的反向耦合型相移光栅。该相移光栅具有尺寸小、Q值高和凹陷带宽窄等优势，能被广泛应用于生物传感、激光器和波长滤波等领域中。
光栅 相移光栅 光子集成电路 Moire效应 反向耦合型相移光栅 硅光子学
1 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
2 湖北工业大学机械工程学院, 湖北 武汉 430068
在结构光的三维测量中,单投影仪单相机的测量结构在测量复杂物体时容易出现遮挡与阴影现象,从而影响了测量数据的完整性;使用双投影单相机的测量结构可扩展成像范围,减小阴影部分的面积,提高测量效率,但从部分重叠的相移光栅中分离出原始投影信号是该方法的难点。在分析传统四步相移法的基础上,提出了一种基于灰度互补关系的重叠相移光栅分离方法,该方法通过调整投影的相移光栅的时间及次序,在不改变原有测量系统结构的基础上有效消除了重叠部分的干扰信号;为了验证该分离方法的有效性,搭建测量系统进行相关实验。结果表明:利用互补关系可以实现重叠相移光栅信号的准确分离,获取完整的点云数据,同时也提高了测量速度。
测量 分离算法 重叠相移光栅 结构光 三维测量 多投影 点云生成 光学学报
2018, 38(11): 1112002
1 北京邮电大学 电子工程学院，北京 100876
2 武汉电信器件有限公司，武汉 430205
硅基相移光栅具有良好的波长选择性。文章通过相移光栅的耦合方程，利用Matlab软件进行仿真，分别讨论了不同相移大小和光栅长度对相移光栅的反射谱的影响; 通过引入啁啾和切趾技术达到了拓宽带宽、抑制旁瓣和时延的目的。设计仿真出了一种带宽为0.18 nm、时延为-3 795 ps/nm的硅基相移啁啾切趾光栅，为波长可控的耦合器、波长滤波器等的设计提供了理论依据。
相移光栅 啁啾系数 切趾技术 耦合模 phase-shifted grating chirp coefficient apodization method coupled mode
北京交通大学 全光网与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
相移光栅作为窄带宽透射型滤波器件在光纤激光器设计中有很高的应用价值。研究了基于啁啾相移光栅的环形腔掺铒光纤激光器的仿真模型。利用传输矩阵法仿真了啁啾相移光栅的传输谱, 并对行波速率方程进行数值化模拟, 得到了激光器工作时, 掺铒光纤上能级粒子数、输出激光功率时域变化以及输出激光频谱。仿真采用功率为0.3 W的980 nm泵浦源得到了输出约为0.078 W,带宽为0.02 nm的连续光输出。同时, 详细分析了输出激光功率随泵浦功率和输出耦合比值的变化情况。仿真结果表明, 输出激光功率随泵浦光功率呈线性变化, 存在一个最优的输出耦合比值使输出光功率值最大。
啁啾相移光栅 环形腔掺铒光纤激光器 行波速率方程 chirped phase shifted fiber Bragg grating Er-doped ring fiber laser traveling wave rate equation
哈尔滨工业大学 深圳研究生院 电子与信息工程学院, 广东 深圳 518000
等效相移光栅的原理是, 通过对取样光纤布拉格光栅在特定点进行毫米尺度的“位移”, 经过傅里叶变换, 在各频率通道产生“等效相移”。首先利用光栅的Turan传输矩阵进行数值模拟, 验证了真实相移光栅的各种性质在等效相移光栅中的实现, 然后针对当前关于等效相移光栅的报道中, -2级光栅反射率都很低, 并且没有出现“等效相移”的情况, 提出了一种实现-2级等效相移光栅的方法, 并进行了仿真验证。最后给出了等效相移光栅反射率随长度变化的曲线。
等效相移光栅 传输矩阵 反射率 占空比 -2级 equal-phase-shifted fiber Bragg grating (FBG) transmission matrix reflectivity duty ratio -2 grade
天津理工大学计算机与通信工程学院智能计算及软件新技术重点实验室及薄膜电子与通信器件重点实验室, 天津 300384
提出了一种基于相移光栅（PSG）的多波长掺铒光纤激光器的结构。在该结构中，使用双相移点相移光栅作为波长选择器件，该光栅是在普通布拉格光栅上插入两个相移点而形成的。以980 nm的激光二极管(LD)作为抽运源，通过调整偏振控制器（PC），在室温下得到了稳定的三波长激光输出。通过连续25 min的观察，观测到输出波长的峰值波动范围小于0.6 dB。研究了相移光栅激光器的温度特性，通过设置不同的温度（25 ℃~85 ℃），实现了此类基于相移光栅激光器的微调谐。该掺铒光纤激光器可同时输出多个稳定的波长，因此可应用于多波长干涉测量以及全光通信等领域中。
激光器 相移光栅 波长可调谐 稳定性
天津理工大学电子信息工程学院天津市薄膜电子与通信器件重点实验室,计算机与通信工程学院教育部通信器件与技术工程研究中心, 天津 300384
设计了具有双峰滤波特性的相移光栅及取样光栅, 利用传输矩阵方法对其滤波特性进行了研究。结果表明, 多π相移光栅及π相移取样光栅均可获得双峰滤波特性, 并且π相移取样光栅比多π相移光栅具有更好的双峰滤波特性, 其反射频谱的旁峰幅度比多π相移光栅低得多。调整π相移取样光栅的占空比(取样长度与取样周期的比值)位于0.66～0.8范围内时, 得到了更好的双峰滤波特性, 特别是占空比为0.75时其旁峰反射率整体上处于最低值。
光纤光学 相移光栅 取样光栅 双峰滤波 占空比
南京邮电大学光电工程学院, 江苏 南京 210003
相移光栅是构成 DFB 光纤激光器谐振腔的关键元件,当相移光栅制作中引入附加损耗时, 耦合系数和光栅长度 对 DFB 光纤激光器最佳输出特性会产生明显影响。采用传输矩阵法,数值分析了不同谐振腔损耗下最佳输出功率 所对应的最佳光栅长度及耦合因子的变化。结果表明,在设计光纤激光器时,根据光纤光栅的制作损耗,优化光栅 长度及耦合因子可以使光纤激光器的输出实现最佳化。这些结论对基于光纤激光器的结构优化具有指导意义。
激光技术 最佳输出 传输矩阵法 相移光栅 DFB掺铒光纤激光器 laser techniques optimum output transfer matrix method phase-shift grating Er3+-doped DFB fiber laser
解放军理工大学 通信工程学院光纤通信实验室,江苏 南京 210007
对基于差分群时延的磁场测量方法中光纤布拉格光栅(FBG)结构的影响进行了分析。利用耦合模理论和传输矩阵法仿真,分析了均匀FBG的长度和折射率调制系数对传感系统测量范围和灵敏度的影响。同时改变FBG制作结构,研究了啁啾光栅、相移光栅和切趾光栅的差分群时延性能。并对各种光栅结构的差分群时延峰值大小进行了理论和实验比较。对均匀光栅和相移光栅的实验比较测量表明,采用相移光栅结构可以明显提高传感测量系统的灵敏度,实验数据和理论吻合较好。
传感器 光纤布拉格光栅 差分群时延 灵敏度 相移光栅
