课程设计----光纤光栅特性分析

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1、 专业课程设计报告专业课程设计报告 设计题目： 光纤光栅特性分析 专业班级： 姓 名： 班内序号： 指导教师： 地 点： 时 间： 电子科学与技术教研室 一、设计题目设计题目 光纤光栅的特性分析 二、设计要设计要求求 1、用 MATLAB 进行程序编写，进行软件仿真画出波长反射率曲线，对 光纤光栅进行特性分析。 2、.对光纤光栅的特性进行分析； 3、分析光栅长度、分层数、光纤周期、折射率扰动等参数对反射光谱的影 响； 4、用 MATLAB 进行程序编写，进行软件仿真画出波长反射率曲线，对光 纤光栅进行特性分析。 ； 5.分析仿真结果和理论分析作对比，得出合理的结论。 三、分析设计分析设计 1、

2、查阅相关资料，列出要解决的问题： 问题一：光纤光栅的形成机理 光纤光栅是利用光纤中的光敏性而制成的。 光敏性是指当外界入射的 紫外光照射到纤芯中掺锗的光纤时，光纤的折射率将随光强而发生永久 性改变。光纤的折射率将随光强的空间分布发生相应的变化，并被保存 下来，对包层的折射率没有影响，就成为光纤光栅。 问题二：运用何种算法分析光纤光栅特性 由于光纤光栅的折射率是随着长度的变化而变化的，因此，我觉得可 以把光纤光栅分成很多段（层），每一段（层）尽可能短（层），这样，每一小 段（层）内的折射率可以认为是相同的，只要找到每一小段（层）的传输矩阵， 将所有段（层）连乘起来就能得到总的传输矩阵，即传输矩阵

3、法。 问题三：研究光纤光栅的哪些特性参数 由于在光纤光栅的应用领域如色散补偿器、分插复用器、光纤激光器、光纤 传感器都主要应用其反射率， 因此我们将反射率作为光纤光栅特性的一个重要参 数来研究 2、具体的算法分析 运用矩阵传输法，利用分段（层）的思想将光纤光栅分段（层）处理，每一 层看做折射率 n恒定不变，层与层之间折射率不同利用，即： 相邻层的界面矩阵 ji ji ji ji i INTERFACE nn nn nn nn n M 2 1 ， 层矩阵 )exp( 0 0 )exp( 0 0 ii ii LAYER dnjk dnjk M， 由 )( )( )( )( 2 2 22 12 21 11 1 1 zE zE M M M M zE zE ，有 M=MINTERFAC1 MLAYER1 MINTERFAC2 MLAYER2，即 传输矩阵 )exp( 0 0 )exp( 2 1 0 0 22 12 21 11 ii ii ji ji ji ji i dnjk dnjk nn nn nn nn nM M M M M， 光纤光栅的反射系数 1 21 111 r Ez M EzM ，反射率 R= 2 r。 再用 MATLAB 软件根据以上编写程序，画出反射谱（波长反射率曲线）。 四、实验调试四、实验调试 1、程序设计 （1）层数 nn=15000 折