燕山大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

基于超結(jié)構(gòu)光纖光柵的多信道色散補(bǔ)償技術(shù)研究報(bào)告人：班級(jí)：指導(dǎo)教師：2014年3月27日電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告目錄一、選題的背景和意義二、國(guó)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(wèn)題四、研究步驟及措施五、研究工作進(jìn)度

選題背景與意義1

通信技術(shù)的進(jìn)步。近年來(lái)，光纖通信技術(shù)得到了長(zhǎng)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(kuò)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(hào)的傳輸。

選題背景與意義1

相對(duì)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(shì)，而超結(jié)構(gòu)光纖光柵除具有一般光纖光柵的優(yōu)點(diǎn)之外，它還具有多個(gè)信道的反射和時(shí)延特性，極好的波長(zhǎng)選擇性，在它的反射譜圖中可得到精細(xì)的阻帶通帶相間排列的譜特性，且它有多個(gè)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(dú)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(diǎn)，特別更具有優(yōu)勢(shì)，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(jí)零點(diǎn)限制了能夠利用的信道數(shù)目。擴(kuò)大信道數(shù)目的辦法就是超結(jié)構(gòu)光纖光柵，近來(lái)更是引起人們的重視。

國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀22.1國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外用光纖作為傳輸媒體以實(shí)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(guó)康寧公司三名科研人員馬瑞爾、卡普隆、凱克用改進(jìn)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(guó)在亞特蘭大的貝爾實(shí)驗(yàn)室地下管道開(kāi)通了世界上第一條光纖通信系統(tǒng)的試驗(yàn)線(xiàn)路

國(guó)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(xiě)入法制成世界上第一只光纖光柵各種波長(zhǎng)的激光器研制成功,可實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)多通道的光纖通信，這就是所謂波分復(fù)用(WDM)技術(shù)

國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀22.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

理論研究較多從20世紀(jì)90年代中后期開(kāi)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(shí)驗(yàn)室階段。以南開(kāi)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(shí)踐研究較少

1997年,中國(guó)首個(gè)采用國(guó)際電信聯(lián)盟ITU-TSDH標(biāo)準(zhǔn)速率為622Mb/s光纖通信線(xiàn)路在攀枝花建成；1999年,中國(guó)首個(gè)WDM多波長(zhǎng)光纖通信線(xiàn)路在青島至濟(jì)南之間建成

研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題31、光纖通訊的現(xiàn)狀和發(fā)展2、色散補(bǔ)償原理和色散補(bǔ)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(duì)基于超結(jié)構(gòu)光柵的色散補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行研究研究?jī)?nèi)容

研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題31、掌握超結(jié)構(gòu)光柵的各類(lèi)分析方法，重點(diǎn)掌握利用傳輸矩陣法對(duì)超結(jié)構(gòu)光柵的研究2、采用定變量方法對(duì)超結(jié)構(gòu)光柵的長(zhǎng)度﹑折射率調(diào)制量、采樣率進(jìn)行分析，觀(guān)察取樣周期﹑變跡和啁啾系數(shù)等參數(shù)對(duì)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(huì)熟練使用5、完成相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置主要解決問(wèn)題

研究步驟及措施4

1、色散及其補(bǔ)償原理

色散是由于光纖中所傳送信號(hào)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(hào)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(bǔ)償?shù)幕驹?，是在通信系統(tǒng)中插入具有負(fù)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(duì)均勻光纖布拉格光柵按照一定的規(guī)律在空間上進(jìn)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(zhǎng)度。3、傳輸矩陣

用傳輸矩陣法從理論上計(jì)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(dá)式：

式中F為二維傳輸矩陣4、仿真軟件定為OptiGrating，要學(xué)會(huì)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(xiàn)，閱讀資料；●5-8周：理論研究，分章節(jié)