有效率多通道光纖布拉格光柵設計的演算法

Abstract

本論文提出一個應用於分波多工通訊系統中的多通道光纖布拉格光柵元件設計演算法。由於使用於分波多工通訊系統中的光纖布拉格光柵元件其各個通道特性除了中心波長、常數相位和群延遲不同外，其他之反射光譜特性皆相同，因此我們可將此元件之多通道反射光譜視為擁有不同中心波長的單通道反射光譜疊加。透過使用離散剝皮法我們發現光纖布拉格光柵反射光譜和其對應之光柵耦合係數具有近似傅立業轉換關係，因此多通道光柵耦合係數可以藉由疊加一系列被載以因不同中心波長而產生之射頻載波於某一單通道的光柵耦合係數而獲得。為了配合目前光纖布拉格光柵的製程技術，透過模擬熱退火法我們最佳化各個通道之常數相位及群延遲以減緩光柵結構的複雜度。接著使用優化所得之常數相位及群延遲建構此元件之實際多通道反射光譜特性，並以離散剝皮法計算獲得此元件的多通道光柵耦合係數。此演算法的優化參數為常數相位及群延遲，與通道個數相關，相較於目前文獻上的演算法皆與光譜的切割波長數相關，此法具有較低之演算量。最後，我們使用所提出之演算法，設計應用於分波多工通訊系統中的十六通道無色散濾波器及十六通道色散補償濾波器。