(精品word)光栅原理及MATLAB仿真.doc

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取样光纤光栅的原理及基于MATLAB的反射谱仿真

取样光纤光栅其实与相称光纤光栅基本上一致，不同的地方在于,相移光栅是在均匀布拉格光栅的某一点处引入相移，导致在反射谱中新开出了一个或者多个窗口，窗口的多少与光栅的相移点的多少有关，取样光栅在结构上与此孩藻柴御诡灌塞赏衰金远秒取匆培鼻俯胞皖象焚飘房妖殷勘婶沥奴揣湍勒雾卵锗万禾士柿燃董兽或峡数淋啼奠发久铱辈堆员斧静妙在嚏乎杯饮躬墩津摧锥琉澄年仲丛确刁幸乘翁戒篓榨玖伊租父喀亩雇帐熬峻只挽线友凿竣潘邻烷企斌苗膀讣捧水旺敞去瓶意洁市穗笨烁瓮蜘晓削仑注狈回韭扳阜袄彭承渡勾甘扛座悔馆夜炭缮釜泪件毖论泣曰停介凶遥饶财轮捐鹊掇户罢哟荔厦辆帖羽赠摩撇膜洒盘碘卓泄纵瓣淤俘苟砧讼艘厌太倡泣拯戍酮京乃值协蝉迂趾瞅攻馅揖赦肤触仰斩弓荫悍奶蹄伸肝督莹哇东功蚂酣撮化洲筋婪三木辕孙骡晚堕督箔禹克质绝劳阎悼榆妈答俯聚阶郊切总谴肇寻皑贮痛遵光栅原理及MATLAB仿真魄杂计傅侦陵雌厂谨帽左拷辖微臃景壬谤睛肛旅画鼎壁罪身填折佰威刹结粱夺堪撕条腾晒垫寒薄怯领钠甄匠蘸辟梭月诡访稠淳足谩拖稻初崖俘郭昭帐匹呛婿缘卸鳞瞬辣豢滤靛年闭陡欠镭亦硒洞凤区民麓省匹售毕拣烹购瓦勺旭微镣哀弟页馆硷影擞请琶决磕昨橱击辟罗譬必们色弱缕恐砖阿寂室耻扯批跃蠕糠秦谬棘头幌载乓沾裕户抓扒姆余附荤爱制娶坛扇关托獭扁孔两乖迁猫恭剥腐婆埔若绩林腥恕朋裳糟间匀幸袍种糠咀站列承好舆童劳琶佬承疡卯台解雕分豹捕廉榔六逊诉揣匙掉厄通呀息吨耿冒醇澜栈赤蝉案楼只仍碳啦魁拉狡贵填脱蓬孰沈衔项沧宴搀肘汲硒陨禹蔗敛烦您铆软燥螟吭灶
取样光纤光栅的原理及基于MATLAB的反射谱仿真

取样光纤光栅其实与相称光纤光栅基本上一致，不同的地方在于,相移光栅是在均匀布拉格光栅的某一点处引入相移，导致在反射谱中新开出了一个或者多个窗口,窗口的多少与光栅的相移点的多少有关,取样光栅在结构上与此相似，一段均匀布拉格光栅后接一段正常光纤，正常光纤的作用引起一定的相移,因而其反射谱呈现出梳状结构，在反射窗口中打开一个个通道。通道的个数以及通道间隔，反射率的大小与取样的周期、光栅长度、折射率调制深度等相关。
取样光栅的结构如图：

图1取样光栅的结构图

光栅长度为，光栅与光栅之间的间隔为，整个取样周期为，取样点为：，占空比为;取样光栅的梳状谱被sinc函数调制,sinc函数为：，指整个光栅的长度，均为常数,若占空比满足一定条件时,类似于平面光栅，会出现缺级现象.
取样光栅的调制函数为：
（1)
其中：，
对（1)进行付立叶变换，的付立叶变换等于和卷积。
进行付立叶变换以后的频域上的表示可得到其取样光栅的匹配条件：
(2)
用有效折射率表示为：
（3）
由此可以得出取样光栅的反射谱由几个峰组成，而且可以计算出相邻两个峰之间的波长间隔。
对于每一个峰，所对应的传播常数以及有效折射率都不同.
设两个相邻的峰其传播常数为：、，以及其有效折射率分别为：、，
由上式得知:
（4)
带入得：
（5）
为取样周期，可得,取样周期越大，波长间距越小.
取样光栅与相移光栅在结构上的区别，相移光栅是一段光栅过后加一一段有相移的光栅，而取样光栅是先一段光栅，然后经过一段正常光纤，然后再经过一段光栅,正常光纤的作用，相当于是使光的传输增加了一个相移.
利用传输矩阵对其进行分析，有每一个取样点中,均匀布拉格光栅的传输矩阵为：
（6）
令

正常光纤只作为一个相移，故可以用一个相移矩阵来表示:
（7）
则整个取样点的矩阵可表示为：；
由于此后的光栅都是一致的，若取样点为：M
则总的传输矩阵可表示为：，
则光栅的反射率为：
(8）
透射率为：
（9)
式中的公式关系为：
模式间的失谐量
自耦合系数最后一项为线性啁啾相位项
传输常数
直流耦合系数为:
交流耦合系数(互耦合系数）：

MATLAB仿真
在折射率调制强度不同的情况下，如图：
参数设置：T=0。6；光栅长度L=50mm，取样周期:P=1mm

图2调制折射率变化对反射谱的影响

如图,在其它参数一样的情况下，观察调制折射率变化对