1. 本选题研究的目的及意义
光纤光栅作为一种重要的光纤无源器件，具有损耗低、选择性好、易于集成等优点，在光纤通信、光纤传感、光纤激光器等领域有着广泛的应用。
线性啁啾光纤光栅(LCFG)和切趾光纤光栅(AFBG)是两种特殊的光纤光栅结构，它们在光谱特性和色散特性方面表现出独特的优势，因此对其进行深入研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
本选题的研究旨在利用数值模拟的方法，系统地研究LCFG和AFBG的谱特性，分析其关键参数对光谱形状、带宽、色散等的影响规律，为LCFG和AFBG的设计和优化提供理论依据。
2. 本选题国内外研究状况综述
光纤光栅自20世纪70年代末问世以来，一直是光纤技术领域的研究热点之一。
线性啁啾光纤光栅(LCFG)和切趾光纤光栅(AFBG)作为特殊的光纤光栅结构，以其独特的色散和滤波特性，在光通信、传感、光纤激光器等领域展现出巨大的应用潜力，因此近年来受到国内外学者的广泛关注。
国内方面，清华大学、浙江大学、华中科技大学、北京邮电大学等高校在光纤光栅的理论研究和器件制备方面取得了一系列重要成果。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本选题将采用数值模拟的方法，对线性啁啾光纤光栅(LCFG)和切趾光纤光栅(AFBG)的谱特性进行深入研究。
主要内容包括：
1.研究LCFG和AFBG的基本原理和传输特性，建立其数学模型，并利用数值方法求解其反射谱和透射谱。
2.分析LCFG的关键参数，如啁啾系数、光栅长度、折射率调制深度等对其反射谱和透射谱的影响规律。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用数值模拟的方法，对线性啁啾光纤光栅(LCFG)和切趾光纤光栅(AFBG)的谱特性进行深入研究。
具体的研究方法和步骤如下：
1.理论模型建立：基于耦合模理论或传输矩阵法，建立LCFG和AFBG的数学模型，推导出其传输方程，并确定关键参数，如光栅周期、折射率调制深度、啁啾系数、切趾函数等。
2.数值模拟：利用MATLAB、Python等科学计算软件，编写程序对LCFG和AFBG的传输方程进行数值求解，得到其反射谱、透射谱、群延迟等光谱特性参数。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于：
1.系统比较不同切趾函数对AFBG光谱特性的影响：本研究将系统比较多种常用的切趾函数，例如高斯函数、升余弦函数、布莱克曼函数等，对AFBG的反射谱、透射谱、色散等特性的影响，并分析其优缺点，为AFBG的设计和优化提供参考。
2.探索LCFG和AFBG的组合结构：本研究将探索LCFG和AFBG的组合结构，例如将LCFG和AFBG级联或嵌套，以期获得更优异的光谱特性，例如更宽的带宽、更高的反射率、更好的旁瓣抑制等，并探讨其在光纤通信、光纤传感等领域的应用潜力。
3.结合实际应用场景进行仿真研究：本研究将结合光纤通信、光纤传感等实际应用场景，对LCFG和AFBG的性能进行仿真研究，例如模拟LCFG在光纤通信系统中的色散补偿效果，模拟AFBG在光纤传感系统中的传感灵敏度，以期为LCFG和AFBG的实际应用提供理论指导。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
[1] 刘彬,姜兆波,周张健,等. 基于啁啾光纤光栅的航天器大行程高精度位移测量系统[J]. 光子学报,2022,51(11):140-148.
[2] 谢尚然,张宁,何祖荣,等. 基于啁啾光纤光栅的应变片传感特性研究[J]. 激光与红外,2022,52(04):469-474.
[3] 陈沁,张鹏,刘畅,等. 基于啁啾光纤光栅的波长解调方法研究[J]. 激光与光电子学进展,2021,58(22):30-38.
