采用光纤光栅级联结构实现光纤延迟线

摘要：

在使用光纤光栅实现皮秒级别时延的基础上,提出一种光纤光栅与单模光纤相结合的微秒级别级联结构,该结构可以实现中心波长1550～1553 nm范围内,间距为1 nm的窄波长反射型时延线,共1,1.5,2和2.5μs四种不同的时延.将单波长反射的啁啾布拉格光纤光栅与103 m单模光纤连接构成延迟单元,再利用光环形器将4个延迟单元级联并使用内半径为3 cm的光纤绕线盘,将四种延时单元的传输光纤进行整合.借助光纤光栅的反射镜作用,控制不同波长光信号通过不同的传输距离,从而达到时延目的.本文通过对啁啾布拉格光纤光栅的反射谱进行仿真分析,发现相邻反射谱的旁瓣会出现交叠现象,因此使用六个切趾函数对旁瓣滤除.结果显示:不同切趾函数的滤除效果也不同,能够完全滤除旁瓣并且对反射谱包络影响最小的是柯西切趾函数,经柯西切趾后能使不同波长光信号在对应中心波长1 nm范围内反射率达到1,而其他位置均为0.由于使用光纤绕线盘整合延迟单元传输光纤会产生一定损耗,因此对弯曲损耗进行仿真分析,结果表明:弯曲半径相同时,损耗与工作波长成正比;工作波长相同时,弯曲损耗与弯曲半径成反比.当弯曲半径大于2.9 cm时,弯曲损耗曲线变化平缓并趋于0,因此当光纤绕线盘内半径为3 cm时保证了在减小延迟模块体积的同时又不会有过大的损耗.通过TDS784D型示波器对频率为2000 Hz的信号经不同传输距离后的波形进行测试,结果显示经3 m和5 km传输线后信号的各项参数基本保持不变,经过长距离传输后,依然能保持原信号特性,因此使用103 m传输线可达到延迟目的.使用W-GGL型光功率计对不同频率下的输出功率进行测量,与直光纤的输出功率相比,当弯曲半径为2～3 cm时偏差较大,等于3 cm时偏差为0.18 dBm,大于3 cm时则无限趋近,因此设置绕线盘内半径为3 cm符合光纤延迟线的损耗范围.

关键词：光纤延迟线、光纤光栅级联结构、反射谱、切趾函数、弯曲损耗

所属期刊栏目：42

分类号：TN913.7

资助基金：国家自然科学基金;陕西省自然科学基金

在线出版日期：2022-07-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：2241-2246