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在诸多应用如高精度光纤陀螺中,需要使用有效带宽较大(通常为20～30nm)、输出谱线平坦的掺铒光纤光源,这需要对普通宽带光纤光源功率谱进行平坦化处理。课题组所承担的用于高精度光纤陀螺的宽带光源研制工作,其中的重要任务之一就是研究光纤光源的增益平坦滤波技术。而光纤光栅作为一种有效的滤波器件,广泛应用于光通信、光纤激光器等领域。本文深入研究了光纤光栅的耦合模理论,并分析研究了级联光纤光栅作为增益平坦滤波器件,在光纤光源平坦化中的应用,主要工作如下:1.基于FBG的衍射光学特性与耦合模理论,简化FBG的耦合方程,推导出反射率、布喇格反射波长及反射主峰带宽等参数的表达式;对均匀FBG的光模场进行数值计算,通过数值模拟得到FBG的反射谱与透射谱。2.根据长周期光纤光栅的模式耦合理论,建立了相应的数学模型;通过求解基模与包层模的本征方程,得到它们在LPG中的模场与能量分布、耦合系数等描述光纤光栅耦合的重要因素的数值解;通过求解耦合模方程,求解出LPG的透射谱,并与Optic Grating仿真结果对比,进一步证实了我们所建立的数值模型能有效的分析LPG的耦合特性。3.通过数值模拟的手段,研究了光纤光栅参数(主要包括纤芯与包层半径、纤芯与包层折射率以及外界环境等)给光栅的光学特性与透射谱带来的各种影响,为级联光栅型增益平坦器中各项参数的设定提供依据。4.针对课题组研制高性能实用化光纤陀螺用光纤光源的目标,本文建立了级联光栅的分析模型;通过分析不同级联光栅模型的特性,得到了相应损耗谱的计算方法;针对实验中获得的不同光纤光源的信号功率谱,改变各个光栅的结构参数与组合,通过数值模拟获得了较好的级联光栅损耗谱,较好的满足对滤波器的设计要求;通过对滤波前后光纤光源的各项参数进行对比,证实级联光栅型增益平坦滤波器大大改善了光源的质量;通过分析光栅旁瓣带来的影响,对级联光栅进行了优化设计,提高了透射谱的平坦度,进一步改良了级联光栅增益平坦系统的性能。