Table of Contents
CHAPTER 1: WELCOME TO OptiGrating 4.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
What is new in version 4.2 of OptiGrating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Installing OptiGrating 4.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Hardware and Software Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Protection Key . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
OptiGrating Directory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
How to Learn OptiGrating 4.2
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Where to Find Help . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Tour of the OptiGrating Main and Project Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
An Overview of Basic Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
An Overview of Basic Features in OptiGrating... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
CHAPTER 2: TECHNICAL BACKGROUND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Integrated & Fiber Optical Gratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
The Coupled Mode Theory Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Index profile of fibers or slab waveguides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Waveguide Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Material and Waveguide Dispersion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Complex Index profile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Photosensitivity profile of the fiber and the slab waveguide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Grating Device Modeling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Coupled Mode Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Transfer Matrix Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Grating Pulse Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Fiber Grating Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Grating Device Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
The Inverse Scattering Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Technical References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
CHAPTER 3: THE OptiGrating TUTORIAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Lesson 1 : Designing a Fiber Bragg Grating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Lesson 2 : Sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Lesson 3 : Material Dispersion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Lesson 4 : Parameter Scan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Lesson 5 : Synthesis of a Band Pass Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Lesson 6 : Reconstruction of Unknown Grating from Reflection Coefficient . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Lesson 7 : Synthesis of a Grating for Dispersion Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Lesson 8 : Synthesis of a Filter with User-Defined Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
