摘要：文中闡述了光纖光柵技術(shù)在光纖通信產(chǎn)品中的應(yīng)用, 拉曼光纖放大器結(jié)合EDFA等稀土摻雜光纖放大器必將成為未來(lái)寬帶、高速、長(zhǎng)距離光通信傳輸實(shí)現(xiàn)光放大的理想方案。

關(guān)鍵詞：光柵技術(shù) 拉曼光纖放大器  應(yīng)用展望

1.概述
    光纖光柵的三大用途包括對(duì)光線的控制、合成和路由，在光纖技術(shù)、光纖通信及光纖傳感等高技術(shù)領(lǐng)域中極其廣泛的應(yīng)用。光纖光柵的一個(gè)重要應(yīng)用是使各種全光纖器件，如光纖激光器、光纖調(diào)制器、光纖濾波器、光纖波復(fù)用和解復(fù)用器、光纖光柵色散補(bǔ)償器件等的研制成為可能，同時(shí)將各種全光纖器件集成在一段光纖里，形成諸多集成型光纖通信系統(tǒng)也成為可能。將來(lái)光通信系統(tǒng)中如果沒(méi)有光纖光柵就如同電子回路中沒(méi)有電子器件一樣。所以普遍認(rèn)為，光纖光柵的研制成功是繼摻鉺光纖放大器（EDFA）之后在光纖領(lǐng)域中的又一次重大技術(shù)突破。光纖光柵是利用光纖中的光敏性而制成的。所謂光敏性,是指強(qiáng)激光通過(guò)摻雜光纖時(shí),光的折射率將隨光強(qiáng)的空間分布發(fā)生相應(yīng)的變化,變化的大小與光強(qiáng)成線性關(guān)系。如用特定濾的激光干涉條紋(全息照相)從側(cè)面輻照摻鍺光纖,就會(huì)使其內(nèi)部折射率呈現(xiàn)周期性分布,并保存下來(lái),成為光纖光柵。這種光柵在大約500℃以下穩(wěn)定不變,但用500℃以上的高溫加熱就可擦除，一般可選用光敏光纖或載氫光纖作為光纖光柵的制作原料。光纖光柵制作簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定可靠、體積小、器件微型化、易于集成電，因?yàn)樗旧砭褪且欢喂饫w，所以與其它光纖器件、系統(tǒng)易于連接，耦合損耗小。光纖布拉格光柵是一小段光纖,一般幾毫米長(zhǎng),其纖芯折射率經(jīng)兩束相互干涉的紫外光照射后產(chǎn)生周期性地調(diào)制,干涉條紋周期由兩光束之間的夾角決定,大多數(shù)光纖的纖芯對(duì)于紫外光來(lái)說(shuō)是光敏的,這就意味著將纖芯直接曝光于紫外光下將導(dǎo)致芯折射率永久性變化。這種光布拉格光柵的基本特性就是以共振波長(zhǎng)為中心的一個(gè)窄帶光學(xué)濾波器。該共振波長(zhǎng)稱(chēng)為布拉格波長(zhǎng)λB=2neff∧,neff為光纖的有效折射率。布拉格光柵的另一個(gè)特性 是其色散特性,利用該特性可對(duì)光纖色散進(jìn)行有效地補(bǔ)償。光纖布拉格光柵的反射、透射和色散特性可以根據(jù)需要，制作成各種各樣的形式，反射譜的邊模可以通過(guò)調(diào)制強(qiáng)度的漸變得到抑制,線性調(diào)頻光柵可以增加帶寬并獲得大的色散,波動(dòng)光柵可以在光譜的中心產(chǎn)生凹陷,從而制成光纖光柵帶通濾波器光纖光柵在光纖通信中的應(yīng)用。
2.光纖光柵在光纖通信中的應(yīng)用

2.1波分復(fù)用/解復(fù)用器
    光纖光柵的一個(gè)基本特性就是以共振波長(zhǎng)為中心的一個(gè)窄帶光學(xué)濾波器, 它具有很好的選頻作用,所以它可以被用作密集波分復(fù)用系統(tǒng)的解復(fù)用器, 光纖光柵波分復(fù)用/解復(fù)用器由在光纖馬赫-曾德干涉儀的兩個(gè)干涉臂上具有兩個(gè)完全相同的布拉格光纖光柵組成。經(jīng)波分復(fù)用后若干個(gè)波長(zhǎng)的信息流(假設(shè)為λ1、λ2λ7)從端口1輸入,若光柵的共振波長(zhǎng)為λ4,則λ4的光將在端口2出現(xiàn),而其余的光將在端口4輸出。理想情況下,干涉儀的兩個(gè)臂完全平衡,則端口3不會(huì)有光輸出。由于復(fù)用和解復(fù)用的固有對(duì)稱(chēng)性,可以使用這種器件作為波分復(fù)用器，此時(shí),λ4波長(zhǎng)的光從端口3輸入,與從端口1輸入的已復(fù)用的其他波長(zhǎng)的光復(fù)用,從端口4輸出。如果放置具有不同共振頻率的成對(duì)光機(jī)于干涉臂上,則可以同時(shí)插入或解出多個(gè)不同的波長(zhǎng)的信道。 光纖光柵的波分復(fù)用解復(fù)用器有較低的插損,現(xiàn)在歐美有些廠商可提供50GHZ、100GHZ的8－120通道的光纖光柵波分復(fù)用器，插損指標(biāo)遠(yuǎn)低于同類(lèi) AWG產(chǎn) 品。

2.2光纖濾波器
    利用光纖布拉格光柵反射布拉格共振波長(zhǎng)附近光的特性,可以做成波長(zhǎng)選擇分布式反射鏡或帶阻濾光器，如果在一個(gè)2×2光纖耦合器輸出側(cè)的兩根光纖上寫(xiě)入同樣的布拉格光柵，利用這種原理也可以制成法布里---珀羅標(biāo)準(zhǔn)具型帶通濾波器。光柵的濾波特性可制作GFF（增益平坦濾波器），可廣泛應(yīng)用于DWDM 光纖 放大器32通道及以上，目前除Thin Fil技術(shù)，光纖光柵也是較好的選擇方案之一，slanted和chirped的光柵技術(shù)GFF產(chǎn)品已在市場(chǎng)上推廣，但真正解決溫度、濕度的長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定可靠性能，將是系統(tǒng)廠商能否大批使用的關(guān)鍵所在。