色散补偿原理
clearall;%r1=0.35;r2=0.995;d=0.001;thet=10度 n=1.55 format long lamd=1548*10^-9:0.005*10^-9:1550*10^-9; r1=0.35;r2=0.995;d=0.001;thet=10/180*pi; n=1.55; R1=r1^2;R2=r2^2; deta=4*pi*n*d*cos(thet)./lamd; a=R1+2*sqrt(R1*R2).*cos(deta)+R2; b=1+2*sqrt(R1*R2).*cos(deta)+R1*R2; c=a./b; plot(lamd,c) xlabel('波长/m') ylabel('反射率') title('光强随波长的变化')
色散补偿原理
色散补偿原理
clear all;%r1=0.35;r2=0.995;d=0.001;thet=10du,n=1.55 format long lamd=1548*10^-9:0.0005*10^-9:1550*10^-9; r1=0.35;r2=0.995;d=0.001;thet=10/180*pi; R1=r1^2;R2=r2^2;n=1.55;c=3*(10^8); deta=4*pi*n*d*cos(thet)./lamd; a=R1+2*sqrt(R1*R2).*cos(deta)+R2; b=1+2*sqrt(R1*R2).*cos(deta)+R1*R2;C=a./b; e=8*pi*(n*d*cos(thet))^2*sin(deta)*sqrt(R1)*(1-R1); f=c.*(lamd.^2).*(4*R1*R2.*cos(deta).*cos(deta)2*sqrt(R1*R2)*(1+R1)*(1+R2).*cos(deta)+(1+R1*R2)*(R1+R2)); g=2*R2.*(sqrt(R1)*(1+R2).*cos(deta)sqrt(R2)*(1+R1)).*(4*sqrt(R1*R2).*cos(deta)-(1+R1)*(1+R2)); h=(4*R1*R2.*cos(deta).*cos(deta)2*sqrt(R1*R2)*(1+R1)*(1+R2).*cos(deta)+(1+R1*R2)*(R1+R2)); i=sqrt(R2)*(1+R2); j=-e./f.*(g./h-i); J=j*1000; [AX,H1,H2] = plotyy(lamd,C,lamd,J); set(get(AX(1),‘Ylabel’),‘String’,‘反射率') set(get(AX(2),‘Ylabel’),‘String’,‘色散/ps*nm^-1') title(‘反射率与光强')
论文思路
工作在某特定温度组合下色散补偿模块的色散曲线 ，是内部各光器件工作在各自预先标定的温度下的 色散对应一组由16个24 bit 精度的温度值构成的温度组合；在±1000 ps/nm的可调色散范围内，每隔5 ps/nm标定 一组温度组合，共计401组；另外为了适应不同 的环境温度，分别标定出了在0℃、25℃和70℃ 下的各401组温度值。
色散补偿原理
色散补偿原理
clear all;%r1=0.35;r2=0.995;d=0.001;thet=10度,n=1.55 format long lamd=1548*10^-9:0.0005*10^-9:1550*10^-9; r1=0.35;r2=0.995;d=0.001;thet=10/180*pi; R1=r1^2;R2=r2^2;n=1.55;c=3*(10^8); deta=4*pi*n*d*cos(thet)./lamd; e=8*pi*(n*d*cos(thet))^2*sin(deta)*sqrt(R1)*(1-R1); f=c.*(lamd.^2).*(4*R1*R2.*cos(deta).*cos(deta)2*sqrt(R1*R2)*(1+R1)*(1+R2).*cos(deta)+(1+R1*R2)*(R1+R2 )); g=2*R2.*(sqrt(R1)*(1+R2).*cos(deta)sqrt(R2)*(1+R1)).*(4*sqrt(R1*R2).*cos(deta)(1+R1)*(1+R2)); h=(4*R1*R2.*cos(deta).*cos(deta)2*sqrt(R1*R2)*(1+R1)*(1+R2).*cos(deta)+(1+R1*R2)*(R1+R2 )); i=sqrt(R2)*(1+R2); j=-e./f.*(g./h-i); J=j*1000; plot(lamd,J) xlabel(‘波长/m') ylabel(‘色散/ps*nm^-1') title(‘波长随色散的变化')
论文思路 可以根据G-T腔的色散温度特性进行计算和通过实验来 标定各G-T腔的工作温度，使整个G-T腔阵列的色散曲 线呈现波长相关的线性关系，而通过改变这种特定温度 组合，可以使这种线性的色散曲线呈现出不同的斜率， 反之也可以根据不同的色散补偿斜率要求来设置各个 G-T干涉腔的工作温度，从而使G-T腔阵列满足不同斜 率的色散曲线要求，从而达到色散可调和补偿的目的。
有关色散的基本背景知识 光纤通信技术利用光波作为载波实现信息的传输 ，由于不同波长的光脉冲在光纤中具有不同的传 输速率，色散反映的是不同波长的光由发射端到 达接收端的时间的不同，即光纤对光信号中不同 频率成分产生不同程度的时延，从而导致整个光 信号在到达链路末端时产生脉冲展宽而引起信号 的失真。
有关色散的基本背景知识 光纤色散包括模间色散、材料色散和波导色散。模间 色散也称为模式色散或模色散，存在于多模光纤中。 模间色散是由慢速模和快速模的传播时间差引起的。 材料色散是由于光纤折射率随波长变化产生的。实际 光源不是纯单色光，有一定的谱宽。所以光脉冲中不 同波长的传输速度不同。当光脉冲沿光纤传输时，就 会被展宽。这种色散取决于材料折射率的波长特性和 光源的谱线宽度。波导色散是由于波导结构，或者说 是由于波导的结构参数与波长有关产生的。在单模光 纤中，材料色散和波导色散的综合效应称为色度色散 ，常简称为色散.
色散补偿原理 G-T干涉仪的补偿原理 该色散补偿器件两玻璃面经光学 抛光后，其中一面镀以高反射率 介质膜，另一面镀以低反射率介 质膜。腔中间是空气隙，两玻璃 片平行，形成微平面 G-T 腔。 光通过输入光纤输入到 G-T 腔 中多次反射后引入色散补偿量， 光线由输出光纤输出。 光纤GT干涉仪简介及应用
色散补偿原理
思路
论文介绍了一种低成本、高性能、能够实现快速精确 色散补偿控制的动态色散补偿模块，并重点为其设计 和实现了高性能的驱动电路。该动态可调色散补偿模 块是基于G-T(Gires-Tournois) ETALON技术实 现的。模块的光学部分是通过级联多个基于G-T标准 具干涉技术制成的ETAOLN器件实现的。 由于ETALON器件的色散曲线随着温度变化而呈现有 规律的偏移（温度变化会使G-T干涉腔的腔长和折射 率发生变化），可以利用它的这一特性对通过它的光 信号进行色散补偿。
关于色散的近期学习
主要内容 有关色散的基本背景知识 色散补偿原理 思路
有关色散的基本背景知识
光在从真空进入介质时传输速率 会发生变化，即光在介质中的传 输速率与折射率有关，v=c/n， c为真空中的光速，n为介质的折 射率。 对于同种介质，不同波长的光其 折射率也是不同的，光在斜射入 介质中时会产生光的分解现象， 正如白色光通过三棱镜时产生七 色光一样，这种现象我们称为色 散。
色散补偿原理
腔的两面反射率各不相同。设在 第一面上，光从空气进玻璃片的 反射系数和透射系数分别为r1，t1 在第二面上，光从玻璃片进入空气的 反射系数和透射系数分别为r2，t2 ，光束在标准具中 的多次反射产生了多光束的干涉，相邻两束光的光程差 和相位差分别为
色散补偿原理
设腔距为 d，G-T 腔的折射率为 n，光线的入射角为 θ0 ，光线在平板内的折射角度为θ，波长为λ，时 延为τ，色散为 D。则在图 2-9 中，设入射光和透射 光的复振幅分别为 A ( i)， A ( r)，由物理光学公式 可知，反射光束在干涉场上 P 点的合成场复振幅为
因此反射光在 P 点的光强为：
色散补偿原理
A=B=1， 时延为
其中 B 为常数，求相位延迟 Ф，则令
色散为
色散补偿原理 当 λ = 2n d cosθ / m( m = 1,2,3……) 时， 反射光场强最低，时延值最大，色散为零，我们称此波 长为谐振波长。在谐振波长附近，小于谐振波长时标准 具产生正色散，大于谐振波长时标准具产生负色散。
色散补偿原理 入射光从标准具的 1 面入射， 由于光波不断地在平板内反射， 使得平板的反射光方向产生多光 束 1，2，3，4……并发生多光 束干涉。而光束在标准具内的来回反射使光束的相位发生 改变，同时光程的变化产生时延。 时延公式 ，式中τ表示时延，Ф表示光束相位， ω表示入射光的角频率。而由时延的改变，可以引起色散 ，如果产生正常色散，则能补偿光纤传输 引起的反常色散。
色散补偿原理 色散补偿技术的基本原理是使用一个或多个具有 负色散性的器件对光纤的正色散实施抵消或互补 ，对光纤中的色散累积采取补偿，从而使传输系 统的总色散量减小。 两种技术：啁啾布拉格光栅技术 G-T干涉技术（Gires-Tournois）
色散补偿原理 啁啾布拉格光栅原理
啁啾布拉格光栅的色散补偿原理图，在光栅不同反射 点的反射波长不同，导致通过它的不同波长光的光程 不同，可以利用这一特性进行色散补偿。