本課演示了OptiSystem如何與OptiGrating一起設(shè)計
光學(xué)系統(tǒng)中色散補償元件。
Vj7Hgc-, 色散補償背后的物理思想如下：創(chuàng)建線性啁啾
光柵允許我們在信號的不同頻譜分量之間創(chuàng)建時間延遲。
'?k' 6R$'\ 例如，在1.55μm的SMF中，群速度色散會產(chǎn)生脈沖的負(fù)啁啾，這意味著較高的頻率（傳播更快）位于脈沖的前導(dǎo)部分，而較低的頻率（傳播較慢）位于尾隨部分。由于不同
光譜成分的傳播速度不同，脈沖就會擴散。如果我們創(chuàng)建沿光柵周期線性減小的
光纖光柵，由于高頻率比低頻率光在光柵中傳播較長時間后才發(fā)生反射，因此會出現(xiàn)低頻和高頻分量之間的時間延遲，這與SMF中產(chǎn)生的時間延遲正好相反。
NEg>lIu<~ 因此，在該系統(tǒng)中傳播和反射的脈沖將允許補償脈沖的色散展寬。
?d,M.o{0] 色散系數(shù)Dg [ps/nm.km]。對于線性啁啾光纖布拉格光柵，由以下簡單表達式給出：
Xoi9d1fO y*|L:! 其中n為平均模式指數(shù)，c為光速，Δλchirp最大啁啾是光柵兩端的布拉格
波長差（注意，這個量是由OptiGrating的Grating Manager中的光柵定義選項卡中的總啁啾
參數(shù)給出的）。
{c?ymk K 本次案例的目的是利用根據(jù)上述公式產(chǎn)生線性啁啾的光纖光柵，在OptiSystem中實現(xiàn)色散補償。
)8]3kQffJ= 項目布局如圖1所示。
圖1.線性啁啾光纖光柵色散補償項目布局圖
dqwWfn1lt KDaN-r^{% 當(dāng)比特率為40 Gb/s時，在光學(xué)高斯脈沖發(fā)生器中產(chǎn)生12.5 ps的初始脈沖，并在10 km的SMF內(nèi)傳播。初始脈沖和經(jīng)過SMF脈沖的輸出如圖2和圖3所示：
K051usm 圖2.初始脈沖
圖3.脈沖在SMF中傳輸10km后
5%qH 7[dx s?+fPOF 由于色散，脈沖寬度增加到約50 ps，在SMF中傳播10 km后的累積色散為160 ps/nm。
Q
%y,;N"ro 為了補償累積色散，我們將使用OptiGrating設(shè)計線性啁啾光纖光柵。光纖和光柵的相應(yīng)數(shù)據(jù)如圖4和圖5所示。
p . aE 圖4.纖芯數(shù)據(jù)
M%;"c?g >gGi l|I 階躍
折射率光纖，纖芯（折射率1.46）和包層（折射率1.45）分別為2μm和8μm。
|P~q/Wff 圖5.光柵定義對話框 kpWzMd &RK
+ yIL[D 我們考慮啁啾帶寬Δλchirp=0.35的線性啁啾FBG。假設(shè)平均模折射率為 1.46，則補償160 ps/nm的累積色散所需的光柵長度為 6 mm。
u m{e&5jk 在本文的計算中，我們使用了長度稍大的1.6 cm的光柵。得到的結(jié)果保存為txt格式，將
文件加載到OptiSystem的OptiGrating組件中。
.SBc5KX 得到的補償結(jié)果如圖6所示。
*sAOpf@M 圖6.經(jīng)過線性啁啾光纖光柵色散補償后脈沖
e9}8RHy1$ s/PhXf\MN 我們可以看到，用光纖光柵設(shè)計的色散幾乎可以完全補償。
BUV/twU) 綜上所述，在本課中，我們演示了如何使用OptiGrating設(shè)計的光柵獲得的反射光譜來實現(xiàn)OptiSystem中的色散補償。
