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DWDM技术的不断发展使得单根光纤中传输的光波道数目和单波道的速率不断的提高,对DWDM系统中的色散补偿问题提出了更高的要求。要求光栅具有较宽的补偿带宽,同时补偿多个紧密排列的不同中心波长信道的色散;要求光栅具备色散斜率补偿和色散可调谐补偿能力。目前用于色散补偿的光纤光栅大多为窄带的啁啾光纤光栅,要实现DWDM系统宽带的多信道色散补偿的通常的做法是将几个不同中心波长的光栅级联。然而当单根光纤中传输的DWDM标准波长的数目比较大时,这种靠级联许多根窄带啁啾光纤光栅来实现多信道色散补偿的做法变得不可取。改进光栅的写入技术,在同一根光纤上依次写入不同的光栅,可以使光栅具有多信道反射谱特性和时延特性。这种多信道光栅(multi-channelgratings)与通过不同中心波长光栅级联而形成的光栅具有相似的特性。但是,相比之下,多信道光栅具有更高的稳定性,更低的损耗。
线性啁啾莫尔光栅是一种多信道光栅,它是一种余弦切趾的线性啁啾布拉格光栅,但是在两个余弦包络之间有π的相移。正是由于这种特殊的折射率结构,使得线性莫尔光栅具有连续多中心波长的反射谱特性,并且不同反射谱有相同的时延特性。用于反射时,莫尔光栅显示了良好的多信道时延特性。因此,设计良好的线性莫尔光栅在DWDM系统的色散补偿中具有潜在的应用。很少有文献对这一问题进行详细的论述。本论文的主要目的就是设计这样一种基于线性莫尔光栅的ITU-T标准DWDM波长色散补偿器。
本文首先对色散补偿的一般理论和常用的色散补偿技术做了一个介绍。在此基础上文章的第三部分从理论上和数值上详细分析了莫尔光栅的特性,并对影响莫尔光栅性能的各主要参数作了深入的解析。文章第四部分依据第三部分的数值模拟结果,结合DWDM系统的要求,选择适当的参数,设计出了基于莫尔光栅的多信道色散补偿器并对其进行了优化设计。文章最后得出结论:莫尔光栅用于DWDM系统的色散补偿是可行的,并且在将来的基于波长交换的全光网络中发挥更大的作用。