自 1978 年第一个光纤通信实验开始，光纤通信技术逐步投入了商用，距今已经历了 20 多年。光通信的速率也从当时的 45Mbit/s 发 展 到 现 在 的 10Gbit/s。 目 前 商 用 的 波 分 复 用(WDM)系统基本上都是点到点的干线系统。一旦这些系统连成网，就会暴露其中的不足，一个重要问题就是在中间节点上缺乏灵活的上下业务的功能，如果还是采用传统的光/电/光来从干线上取出本节点的业务，同时将本地节点的业务发送到干线，必将使系统的传输速度受到电子器件处理速率的限制，这也就是所谓的“电子瓶颈”。因此具有信道级上下话路的光分／插复用（OADM）起了人们的兴趣。新型高性能全光多路分/插复用器目前已成为国内外研发的热点技术之一。 OADM 是波分复用全光通信网的一种关键器件，被设计用来上载网络一个信道波长和下载一个信道波长。OADM 无需光/电/光转换，即可实现高速全光网中对 WDM 的多个信道实施分/插操作。可简化软件和硬件设计的复杂性，便于方便灵活地开展上/下路业务，从而实现用户对信息的接入实用化,实现全光网络信道波长的再利用，提高网络的波长利用率和网络灵活性。 作者在攻读研究生期间，有幸参加了导师郭玉彬教授主持的多项科研项目，其中包括吉林省科技发展计划项目——“基于磁调谐光纤 Bragg 光栅的全光纤型多路分/插复用器”。在导师的指导下，主要从事结构设计和实验研究，设计了一种基于磁调谐光纤 Bragg 光栅的全光纤型分/插复用器。经过文献查询，迄今国内尚未见相关的研究结果报导，该类研究尚属国内先进研究，因此本文以此为题开展研究并实验。希望通过研究，能为设计光纤 Bragg 光栅调谐方法、开发 OADM 产品提供理论及实验参考。 本文共分五个部分，其中第一部分是基础研究，第二、三 88<WP=95>吉林大学硕士学位论文部分是理论探讨，第四、五部分是实验研究。首先，本文在对现有的各类光分/插复用器(OADM)进行总结和比较的基础上,按结构特点将其归纳为 5 类基本形式,即分波器+波长交换单元 +合 波 器 型 ,波 长 光 栅 路 由 器 (WGR)型 ,声 光 可 调 谐 滤 波 器(AOTF)型 ,解复用器 /复用器型和耦合单元 +滤波单元 +合波器型。论述了各类 OADM 的工作原理、结构、性能特点、技术水平及相应的关键技术,为发展相关技术、开发 OADM 产品、设计具有分/插复用功能的波分复用系统提供了依据和参考。 其次，提出了耦合单元+滤波单元+合波器型的 OADM 形式，耦合单元采用光环行器，滤波单元选用光纤 Bragg 光栅（FBG）、珐-珀(F-P)腔或带通滤波器，合波器为波分复用器。FBG 可调滤波器具有良好的调谐速度，带宽及稳定性，且价格较廉。其 OADM 性能主要取决于滤波单元的性能。设计了一种新型的多信道切换的光分/插复用器，它主要由光纤 Bragg光栅和一对光环行器组成。用 4 只相同的光纤光栅与波长叠加技术相结合，可建立能提供 15 种不同下路信道方式的全光分/插复用器。 本文简单介绍了光纤 Bragg 光栅的制备、对其 Bragg 波长漂移特性进行了分析。通过理论分析和公式推导，比较光纤光栅 Bragg 波长随温度及轴向应力变化的效果，提出用应力来调谐光纤光栅的方案。采用了一种高效的超磁致伸缩材料(GMM)使光纤光栅产生有效的 Bragg 波长偏移。GMM 是一种高效的微位移材料，响应速度快，重复性好。采用 GMM 调谐 FBG，可以用控制电流来调控光纤光栅的应变和 Bragg 波长偏移。设计并加工了光纤光栅的调谐装置，经过反复实验和改进达到理想的调谐效果。实验结果表明调谐范围可达 1.4nm，且光纤光栅反射光谱形态完好。 最后，根据理论设计，研制了一种新型的多信道切换的分/插复用器 ,它由一个可调谐 FBG 和一对光环行器组成，可以模 89<WP=96>吉林大学硕士学位论文拟多个信道下路。采用高效的超磁致伸缩材料使 FBG 产生有效的 Bragg 波长偏移。用控制电流来调控 FBG 的应变和 Bragg波长偏移。采用符合 ITU-T 标准信道波长的 DFB-LD 作为输入信号进行实验，获得该 OADM 的信道插入损耗＜2.0dB，端口隔离度＞30dB，邻道串扰＜-35dB。其结构简单，与系统兼容性好，可实现信道波长再利用，提高了网络灵活性。 本文设计并实验的采用新型材料调谐的 OADM，由于该复用器均由全光纤型无源器件构成，因此稳定可靠、体积小、结构简单、信息容量大、响应速度快、串音小、与光纤系统耦合效率高、插入损耗低、不受环境尘埃等影响、易于实现，便于操作。多路磁调谐 OADM 装置是在一根光纤上刻有多个特定 Bragg 反射波长的光纤光栅，比当前广泛地沿用传统的非光纤型调谐器件插入损耗低。通过控制电流的方式实时高速地完成从全光传输网络中间节点处上/下路，信道切换等操作。基于 FBG 的 OADM 具有很好的频谱特性，但是通常 FBG 只能应用于预先设定的固定波长上，这使得它应用的灵活性受到了限制。而可调谐 OADM 是提高网络灵活性所必需的。将可调谐 FBG 装置与光环行器相结合可构成可调谐 O