本书系统梳理了光纤布拉格光栅的发展过程,分析了光纤布拉格光栅的基本物理原理,讨论了关于光纤布拉格光栅应用的一些关键性问题,侧重对光纤光栅整体应用逻辑/理论架构的建立。本书通过深入浅出的光纤光栅理论分析,可使读者从物理和数学本质上认识光纤光栅,从而更好地理解光栅所具备的特性及其相关应用。此外,本书为读者提供了与光纤先进加工制造相关领域的一些具有前瞻性的实验结果及其应用范例,对不同科研群体都有较好的启发性。
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第1章 引言 1
1.1 历史进展 2
1.2 光纤玻璃材料 3
1.3 玻璃折射率的来源 4
1.4章节概述 5
参考文献 7
第2章 光纤的光敏性 8
2.1 光折变和光敏性 8
2.2 玻璃中的缺陷 10
2.3 缺陷检测 12
2.4 光敏化技术 12
2.5 光纤的致密化和应力 22
2.6 锗硅酸盐光纤中的光敏机制概述 22
2.7 光纤光敏化方法总结 23
2.8 化学成分光栅 27
参考文献 28
第3章 布拉格光栅制备 29
3.1 布拉格光纤光栅制备方法 29
3.2 可调相位掩模 60
3.3 Ⅱ型光栅 61
3.4 ⅡA型光栅 62
3.5 全息刻写光栅源 62
参考文献 66
第4章 关于布拉格光纤光栅的理论 67
4.1 光的波动方程 68
4.2 耦合模理论 71
4.3 相向传播的导模耦合 83
4.4 同向传播模式之间的耦合 84
4.5 偏振耦合器:摇摆滤波器 87
4.6 均匀布拉格光栅的特性 88
4.7 辐射模耦合器 92
4.8 光栅仿真 104
4.9 多层分析 109
4.10 光栅设计 111
参考文献 114
第5章 光纤光栅的切趾 115
5.1 切趾阴影函数 116
5.2 基本原理和方法 117
5.3 切趾和啁啾的制备要求 130
参考文献 131
第6章 光纤光栅带通滤波器 132
6.1 分布反馈光栅、法布里珀罗光栅、超结构光栅和莫尔光栅 133
6.2 法布里珀罗和莫尔带通滤光器 140
6.3 迈克耳孙干涉仪带通滤波器 144
6.4 马赫曾德尔干涉仪带通滤波器 152
6.5 基于光环行器的OADM 155
6.6 偏振分束带通滤波器 159
6.7 内耦合布拉格光栅滤波器 161
6.8 侧隙和长周期光栅带通滤波器 169
6.9 极化摇摆带通滤波器 172
6.10 模式耦合器 175
6.11 萨尼亚克环形干涉仪 176
6.12 Gires-Tournois滤波器 178
6.13 可调谐带通滤波器 180
6.14 LPG 过滤器 182
参考文献 186
第7章 啁啾光纤光栅 187
7.1 啁啾光栅的普遍特性 187
7.2 啁啾和阶跃啁啾光栅 191
7.3 超阶啁啾光栅 200
7.4 啁啾光栅中的偏振模式色散 203
7.5 使用DCGs的系统测量 204
7.6 啁啾光栅的其他应用 208
参考文献 214
第8章 光纤光栅激光器和放大器 215
8.1 光纤光栅半导体激光器(FGSL) 215
8.2 FGL的静态和动态特性 219
8.3 光纤布拉格光栅掺稀土光纤激光器 224
8.4 掺铒光纤激光器 225
8.5 分布式反馈光纤激光器 229
8.6 基于布拉格光栅的脉冲源 231
8.7 光纤光栅谐振拉曼放大器 232
8.8 光纤放大器中的增益平坦和钳位 234
8.9 高功率激光器和放大器 241
8.10 迈向更高功率的光纤激光器和放大器 245
8.11 光纤拉曼激光器 247
8.12 超高功率激光器和放大器 248
参考文献 249
第9章 光栅的测量和表征 250
9.1 布拉格光栅的反射测量和透射谱 250
9.2 完美布拉格光栅 255
9.3 布拉格光栅的相位和时间响应 256
9.4 光栅的退火与强度以及使用寿命 269
参考文献 273
第10章 光纤光栅传感原理 274
10.1 光纤布拉格光栅传感 275
10.2 倏逝场折射率传感器 300
10.3 长周期光栅(LPG)传感器 308
10.4 FBG传感器的应用 311
10.5 总结与展望 314
参考文献 314
第11章 飞秒诱导的玻璃折射率变化 315
11.1 光在玻璃中传播 315
11.2 总结 328
参考文献 328
第12章 玻璃和光纤的极化 329
12.1 光学极化 329
12.2 紫外光极化 331
12.3 热极化玻璃 332
12.4 特性测量技术 334
12.5 基本和实际问题 340
12.6 详细介绍极化过程 344
12.7 结论 350
参考文献 350