之前自己寫的部分elesevier LaTeX模板。
直接貼代碼
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\begin{document}
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\begin{center}
{Contents lists available at \href{http://www.sciencedirect.com/science/journal/10685200}{SciVerse ScienceDirect}}
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{\zihao{-1}\kaishu{光纖技術}}
\vspace{15pt}
\sectionef\href{http://www.elsevier.com/locate/yofte}{www.elsevier.com/locate/yofte}
\end{center}
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\title{\zihao{2}\kaishu{\leftline{光纖布拉格光柵群延遲通過聲光調制的可調諧性}}}
\author{\vspace{-10pt}{\leftline{Carlos A.F. Marques\textsuperscript{a}\thanks{\kaishu{通訊作者}.\\
\kaishu{郵箱地址}: cmarques@av.it.pt (C.A.F. Marques).}~，
Roberson A. Oliveira\textsuperscript{b}，
Alexandre A.P. Pohl \textsuperscript{c}，
Rogério N. Nogueira\textsuperscript{a}}}}
\date{}
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\maketitle
\endgroup
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{\fontsize{7.5pt}{7.5pt}\selectfont
\leftline{\timesNewRoman{\emph{\textsuperscript{a}{ Instituto de Telecomunica??es, Pólo de Aveiro, 3810-193 Aveiro, Portugal}}}}
\leftline{\timesNewRoman{\emph{\textsuperscript{b}{ Volvo GTT, Advanced Technology \& Research, Av. Juscelino K. Oliveira, 2600, 81.260-900 Curitiba, Brazil}}}}
\leftline{\timesNewRoman{\emph{\textsuperscript{c}{Federal University of Technology, Paraná, Av. Sete de Setembro, 3165, 80.230-901 Curitiba, Paraná, Brazil}}}}
}
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{~\heiti\zihao{-5}文~章~信~息}
~\xfilll{0.2pt}~
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~\fontsize{7.5pt}{7.5pt}\selectfont{\textbf{文章歷史：}
~2012年7月6日收稿
~2012年11月10日修稿
~2012年12月27日錄用
\vspace{5pt}
}
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\begin{minipage}[t]{0.3\textwidth}
% \vspace{-\baselineskip} % 水平對齊
~\xfilll{0.2pt}~
\vspace{-5pt}
~\fontsize{7.5pt}{7.5pt}\selectfont{\textbf{關鍵字：}
~聲光調制(AO)
~光纖布拉格光柵(FBG)
~群延遲
~色散補償(DC)
~光學延遲線
~\xfilll{0.2pt}~
}
\end{minipage}
\hfill
\begin{minipage}[t]{0.65\textwidth}
\vspace{-\baselineskip} % 水平對齊
\vspace{-54pt}
{~\bfseries\zihao{-5}摘~要}
~\xfilll{0.2pt}~
\vspace{-4pt}
{\zihao{-5}提出了一種光纖布拉格光柵群延遲精確控制的新方法，將聲波作用于光纖，駐聲波在均勻的光纖布拉格光柵上施加一段周期啁啾，通過調整聲波強度和/或頻率得到可調諧性，快速切換時間低于$17\mu s$,理論仿真驗證了實驗結果，它們的結論保持一致。該方法可應用于不同領域，比如用于獨立粗波分復用信道或光學延遲線的可調窄色散補償器研究。
\rightline{$\copyright$ 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.}
\vspace{13pt}
~\xfilll{0.2pt}~
}
\end{minipage}
\end{minipage}
\vspace{0.5pt}
\begin{multicols*}{2}%不平衡雙欄，平衡雙欄去掉*
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\section{引言}
光通信網絡需要電子器件和/或技術具有緩沖、信息延遲和色散補償的能力。在超高速傳輸系統中，信息采用脈沖編碼，信息的光電轉換是提高數據傳輸率的一個瓶頸。而在目前的通信網絡中，信息是通過光纖傳輸的，用于數據處理的電子器件必須與光網絡的發展相匹配，以提供高速的數據傳輸。隨著數據速率的提高和器件尺寸的減小，這個行業越來越難以遵循摩爾定律。針對電子方面瓶頸問題的一種解決方案是發展全光網，全光器件將消除由于光電信號轉換而產生的帶寬限制，并減少轉換所帶來的噪聲和誤差。
在高比特率光通信系統中，色散（CD）補償是必不可少的，光纖中的色散會導致脈沖展寬，并降低傳輸質量，限制數字信號在需要再生或補償之前的傳輸距離。在過去幾年里，已經提出了幾種光電可調諧色散補償技術。盡管電子色散補償技術可以接近實時補償，但是它需要相干檢測，成本高、復雜而且耗電量大。另一方面，基于啁啾光纖布拉格光柵的光纖色散補償技術成本低，很有吸引力。但是，目前提出的補償方法是基于應變或溫度的，速度慢（以毫秒為單位）且器件尺寸大。近年來，為了解決上述問題，提出了另一種基于陣列波導光柵的技術，該陣列波導光柵帶有空氣槽輸出波導和基于熱光效應的波導相位調制器。然而這種技術存在一定缺陷，由硅基二氧化硅材料制作的逐通道調諧光色散補償器需要消耗更多的電力。
另一方面，許多通信應用需要對延遲微調，但是若干已有的延遲線沒有必需的隨著數據速率增加的粒度。另外，若干延遲線切換時間慢（幾毫秒）。
本文闡述了駐聲波對光柵人工啁啾從而調整光柵群延遲和色散的應用，當聲波耦合到光纖布拉格光柵處時，會形成機械駐波。但是，根據它的頻率不同，它會在光纖中產生彎曲，這就導致了光纖布拉格光柵反射率（彎曲狀態）或壓縮、稀疏區域的減少，從而在光柵反射光譜(縱向區)的兩側產生額外的波段。通過調諧聲波的頻率和強度，來調諧其斜率、帶寬和群延遲波動。這些效應的物理性質已經被研究并應用到已有的光學調制技術中。近年來，聲光效應已被應用于多種器件，因為它可以調制光纖布拉格光柵的特性，這在可調諧光陷波濾波器、光柵寫入和增益均衡濾波器方面都有重要的應用。因此，我們在原理論證中，說明了這種效應是如何將均勻的光纖布拉格光柵轉換成窄帶色散補償器，使得波分復用（WDM）補償器的每一個通道都有可能獨立調諧。這對于不同通道可能覆蓋不同距離的多通道系統是重要的，而且該技術也能夠對具有快速切換時間（\textasciitilde $17\mu s$）的光延遲線進行群延遲的微調。
\section{理論背景與仿真方法}
縱向聲波沿單模光纖中寫入的均勻光纖布拉格光柵傳播，引起光柵的空間正弦相位調制，這會產生一個有效的、與聲波同步移動的正弦啁啾。相位調制振幅與聲波振幅線性相關。光纖布拉格光柵的反射率一般使用兩個反向傳播波的耦合模理論來計算，根據這個理論，場振幅的反射系數$\rho$為：
\begin{equation}
\resizebox{.85\hsize}{!}{$
\rho=-\dfrac{k\sinh\left({\sqrt{k^2-\xi^2}L}\right)}{\xi\sinh\left(\sqrt{k^2-\xi^2}L\right)+i\sqrt{k^2-\xi^2}\cosh\left(\sqrt{k^2-\xi^2}L\right)}
$}
\label{1}
\end{equation}
這里的$\xi=2\pi n_{e\!f\!f}(\frac{1}{\lambda}\!-\!\frac{1}{\lambda_0})$是布拉格波長的失諧量，$\lambda_0$和$L$是光柵物理長度，耦合系數$k$為：
\begin{equation}
k=\pi n_1/\lambda
\end{equation}
這里的$n_1$為光柵幅值，$\lambda$為自由空間波長，光纖布拉格光柵反射光的群延遲$\tau$可由反射系數相位得到：
\begin{equation}
\tau=-\dfrac{\lambda^2}{2\pi c}\dfrac{\partial\varphi }{\partial\lambda}
\end{equation}
這里$c$為真空中的光速，$\varphi$可從(\ref{1})中得到：
\begin{equation}
\resizebox{.8\hsize}{!}{$
\varphi=-a\tan\left(\dfrac{\sqrt{k^2-\xi^2}}{\xi}\cot{\tanh\left(\sqrt{k^2-\xi^2}L\right)}\right)
$}
\end{equation}
這里$\varphi$是光纖布拉格光柵反射系數的相位。考慮到有效長度，$L_{e\!f\!f}=\vartheta\tanh(\vartheta^{-1}L)$,這里$\vartheta=\lambda_0/2\pi n_1$,又考慮到光柵衍射效率的依賴性，$R=|\rho(\lambda_0)|^2$,當光纖振幅為$n_1$（$R=\tanh^2({\pi n_1L/\lambda_0})$）時，布拉格波長光柵有效長度公式為：
\begin{equation}
L_{e\!f\!f}=\frac{L\sqrt{R}}{2a\tanh(\sqrt{R})}
\end{equation}
最后，得到群延遲的最終公式：
\begin{equation}
\tau=2n_0L_{e\!f\!f}/c
\end{equation}
從最后三個公式可以推導出衍射效率，光柵的群延遲和有效長度可通過聲波對光纖布拉格光柵相位調制的幅值來控制，而相位調制幅值又取決于聲波幅值，因此，在微調的情況下，布拉格波長可以通過調整壓電諧振中聲波的頻率來改變。
光纖布拉格光柵的色散可以通過標準的藕合模傳遞矩陣（TM）理論計算得到。根據振幅反射系數$\rho$的相位$\varphi$,由一階導數$d\varphi/d\omega$與光頻率$\omega$成正比，可以確定光柵帶寬中的群延遲色散$\tau$（皮秒級）。色散系數$D$（皮秒/納米）的定義為$\tau$相對與波長的變化率：
\begin{equation}
\begin{split}
\tau&=-\dfrac{\partial\varphi}{\partial\omega}=\dfrac{1}{2\pi}\dfrac{\lambda^2}{c}\dfrac{\partial\varphi}{\partial\lambda}\\
D&=\dfrac{\partial\tau}{\partial\lambda}
\end{split}
\end{equation}
這里的$\omega$是角頻率，而且根據二階導數$d\varphi/d\omega$，我們可以估算二階色散系數。
為了模擬聲學上引起的沿光柵的應變，我們采用了有限元法，結合傳遞矩陣法，能夠對光柵的聲光調制的影響進行仿真預測。取聲激勵為：
\begin{equation}
s=s_0e^{i\omega_{ac}t}
\end{equation}
這里的$s_0$為聲波振幅，$\omega_{ac}$為聲波頻率。
考慮到邊界條件，得到沿光纖縱軸（$z$軸）的場位移$u(z)$，通過微分法得到每一個有限元的應變場，即：
\begin{equation}
\varepsilon^e=\dfrac{u^{e+1}-u^e}{\Delta z}
\end{equation}
其中指數$e$代表局部節點，$\Delta z$代表元素大小，因此光柵光譜現在可以根據傳遞矩陣法，再結合公式(\ref{10})計算得出：
\begin{equation}
\Lambda(\varepsilon(z))=\Lambda_0[1+(1-p_e)\varepsilon(z)] \label{10}
\end{equation}
這里的$\Lambda_0$是光柵靜止時的間距，$p_e$是光彈性系數，$\varepsilon(z)$是場應變，計算細節參見參考文獻第18條。
\section{實驗步驟}
采用石英喇叭/壓電聲光調制器組在光纖中產生可調諧的聲波，從而形成可調諧的應變剖面。$53.7~mm$的石英喇叭和包含布拉格光柵的光纖組成壓電傳感器，用來做實驗的光纖布拉格光柵是采用$248~nm$的$KrF$激光器在單模光敏光纖上刻錄的。該均勻的光纖布拉格光柵的長度為$L_G$為$25~mm$，反射峰波長為$\lambda=1544.2~nm$。相互作用長度為喇叭底座與光纖固定的固定臺之間的長度，這里記作$L_B=95~mm$。如圖1所示，聲光調制器與任意的函數發生器（用來控制聲波的激發）、光源（例如，摻鉺光纖放大器）和光網絡分析儀相連接，測量光纖布拉格光柵的振幅和群延遲響應。
\end{multicols*}
\end{document}
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