董云辉，何 巍，宋言明，孟凡勇

(北京信息科技大学 a.光电测试技术及仪器教育部重点实验室； b.光纤传感与系统北京实验室，北京 100192)

0 引 言

光纤光栅是一种光学传感器件，其具有灵敏度高、寿命长、抗干扰和结构紧凑等特点[1]。光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)作为光纤光栅中的代表性器件之一，已广泛应用于航空航天、石油化工和海洋环境监测等领域[2-3]。FBG是一种波长调制型无源器件，其反射光谱是实现对外界信息传感探测的重要标志之一[4]。

不同结构的光纤光栅，例如啁啾光纤光栅[5]、相移光纤光栅[6]、取样光纤光栅[7]和倾斜光纤光栅[8]等，近年来都已得到广泛的关注和研究。上述光栅栅区都只存在于纤芯内，这是由于纤芯通过掺入锗等光敏性杂质，使其易受紫外曝光而进行折射率调制。由于包层一般无掺杂，因此在包层中采用紫外曝光法制作FBG难度较大，目前鲜有相关研究报道。纤芯包层复合FBG的结构特点是栅区同时存在于纤芯和包层区域中，随着飞秒激光刻写技术的发展，使得纤芯包层复合结构光栅刻写成为可能[9]，其能产生具有双峰结构的反射光谱，已被应用于光纤弯曲传感器和可切换波长激光器等光纤系统中[10]，具有巨大的应用价值与潜力，但尚缺乏针对光栅参数特性的研究分析，在光栅参数设计时缺乏理论依据。综上所述，本文将从光纤耦合模理论出发，通过改变光栅结构的不同参数，对纤芯包层复合FBG的光谱特性进行仿真分析研究。

1 纤芯包层复合FBG的结构特征

FBG的制备是利用光纤的光敏性，通过紫外曝光或飞秒光刻的方式，使照射区域内的光纤折射率被规律性调制，从而形成永久性的光栅结构。……