基于超結(jié)構(gòu)光纖光柵的多信道色散補償技術(shù)研究報告人：班級：指導(dǎo)教師：2014年3月27日電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告目錄一、選題的背景和意義二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀三、研究的基本內(nèi)容及擬解決的主要問題四、研究步驟及措施五、研究工作進度

選題背景與意義1

通信技術(shù)的進步。近年來，光纖通信技術(shù)得到了長足的發(fā)展，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，這大幅提高了通信能力，并使光纖通信的應(yīng)用范圍不斷擴大。而光纖通訊的發(fā)展是以光纖為介質(zhì)的，光纖的質(zhì)量直接影響信號的傳輸。

選題背景與意義1

相對于現(xiàn)代的玻璃光纖的諸多不足，光纖光柵具有許多優(yōu)勢，而超結(jié)構(gòu)光纖光柵除具有一般光纖光柵的優(yōu)點之外，它還具有多個信道的反射和時延特性，極好的波長選擇性，在它的反射譜圖中可得到精細的阻帶通帶相間排列的譜特性，且它有多個周期的反射峰，它的反射譜響應(yīng)還具有通道多、通道間隔穩(wěn)定、通帶窄的獨特特性，在現(xiàn)代大容量高速率波分復(fù)用光纖通信網(wǎng)中有著廣闊的應(yīng)用前景。超結(jié)構(gòu)光纖光柵一直是人們研究的熱點，特別更具有優(yōu)勢，幅度超結(jié)構(gòu)光柵在頻域包絡(luò)上能夠?qū)崿F(xiàn)為sinc函數(shù)的形式，其頻譜的第一級零點限制了能夠利用的信道數(shù)目。擴大信道數(shù)目的辦法就是超結(jié)構(gòu)光纖光柵，近來更是引起人們的重視。

國內(nèi)外研究現(xiàn)狀22.1國外研究現(xiàn)狀國外用光纖作為傳輸媒體以實現(xiàn)光通信的思想起源于英籍、華裔學(xué)者高錕博士（K.C.Kao）在PIEE雜志上發(fā)表論文《光頻率的介質(zhì)纖維表面波導(dǎo)》，從理論上分析證明了其可能性。1970年1976年美國康寧公司三名科研人員馬瑞爾、卡普隆、凱克用改進型化學(xué)相沉積法（MCVD法）成功研制成傳輸損耗只有20dB/km的低損耗石英光纖美國在亞特蘭大的貝爾實驗室地下管道開通了世界上第一條光纖通信系統(tǒng)的試驗線路

國內(nèi)外研究現(xiàn)狀21978年1996年K.O.Hill等人首先在摻鍺光纖中采用駐波寫入法制成世界上第一只光纖光柵各種波長的激光器研制成功,可實現(xiàn)多波長多通道的光纖通信，這就是所謂波分復(fù)用(WDM)技術(shù)

國內(nèi)外研究現(xiàn)狀22.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀

理論研究較多從20世紀90年代中后期開展光纖光柵的研究工作。光纖光柵傳感器解調(diào)技術(shù)的研究主要集中于大學(xué)和科研院所，而且絕大多數(shù)都處于實驗室階段。以南開大學(xué)光纖中心和武漢理工大學(xué)光纖研究中心為代表實踐研究較少

1997年,中國首個采用國際電信聯(lián)盟ITU-TSDH標準速率為622Mb/s光纖通信線路在攀枝花建成；1999年,中國首個WDM多波長光纖通信線路在青島至濟南之間建成

研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題31、光纖通訊的現(xiàn)狀和發(fā)展2、色散補償原理和色散補償技術(shù)3、光纖光柵的基本理論4、均勻超結(jié)構(gòu)光柵，變跡超結(jié)構(gòu)光柵和啁啾超結(jié)構(gòu)光柵的光譜特性分析5、對基于超結(jié)構(gòu)光柵的色散補償技術(shù)進行研究研究內(nèi)容

研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題31、掌握超結(jié)構(gòu)光柵的各類分析方法，重點掌握利用傳輸矩陣法對超結(jié)構(gòu)光柵的研究2、采用定變量方法對超結(jié)構(gòu)光柵的長度﹑折射率調(diào)制量、采樣率進行分析，觀察取樣周期﹑變跡和啁啾系數(shù)等參數(shù)對超結(jié)構(gòu)光柵反射譜的影響規(guī)律3、研究超結(jié)構(gòu)光柵的反射譜特性4、研究中要使用到OptiGrating仿真軟件，要學(xué)會熟練使用5、完成相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置主要解決問題

研究步驟及措施4

1、色散及其補償原理

色散是由于光纖中所傳送信號的不同頻率成分或不同模式成分的群速度不同，而引起傳輸信號畸變的一種物理現(xiàn)象。在光纖中,脈沖色散越小，它所攜帶的信息容量就越大。其鏈路的色散累積直接影響系統(tǒng)的傳輸性能，這在波分復(fù)用(WDM)系統(tǒng)中尤為重要。

色散補償?shù)幕驹?，是在通信系統(tǒng)中插入具有負色散系數(shù)的裝置，平衡掉系統(tǒng)中積累的色散，或者用脈沖壓縮工具將被展寬的脈沖壓窄。

研究步驟及措施4

2、取樣光柵基本原理

超結(jié)構(gòu)光纖光柵是對均勻光纖布拉格光柵按照一定的規(guī)律在空間上進行采樣，其結(jié)構(gòu)分布圖如圖所示。

取樣函數(shù)是周期為，采樣率的矩形函數(shù)，為取樣長度。3、傳輸矩陣

用傳輸矩陣法從理論上計算了取樣光纖布拉格光柵的反射譜特性，這種方法將光柵視為多層均勻薄膜的疊加，利用每一層的傳輸矩陣相乘獲得了光柵的反射譜特性。

均勻取樣光纖光柵的輸入和輸出關(guān)系表達式：

式中F為二維傳輸矩陣4、仿真軟件定為OptiGrating，要學(xué)會使用軟件。主要的操作是調(diào)試相關(guān)參數(shù)，總結(jié)規(guī)律，最終得出相應(yīng)的結(jié)論。

5、最后完成相應(yīng)的繪圖工作?！?-4周：查閱文獻，閱讀資料；●5-8周：理論研究，分章節(jié)