一种基于波长间隔可调谐激光器的系数可变微波光子滤波器的制造方法_2

文档序号:8921686阅读:来源:国知局
1的双折射。Sagnac环8的滤波器特性会因光子晶体光纤 11的双折射变化而改变,最终使多波长激光器12输出波长间隔可调谐的多波长激光。改变 填充了甘油的光子晶体光纤11的温度,使得其双折射率在Anjlj An2范围内可调,多波长 激光器12产生多波长激光的波长间隔为
,其中X为输入光的中心波长,An为 光子晶体光纤11的双折射,1为光子晶体光纤11的有效长度,因此当有效长度1固定时, 只要使光子晶体光纤11的双折射发生变化,就可以使输出多波长激光的波长间隔△ A也 随之改变。依据甘油的特性,温度的调谐范围为25°C~120°C。
[0021] 微波光子滤波器的自由频谱范围为
,其中T是由单模光纤A6 的色散引入的延迟,其与自由频谱范围成倒数关系,D是单模光纤A6的色散系数,L是单模 光纤A6的长度,A X是输入信号光的波长间隔。可见,输入信号光波长间隔A X的变化 会导致FSR的变化,所以此方案可实现滤波器通带中心频率的调谐。
[0022] 当多波长激光器12产生的激光波长间隔可调谐时,不同的波长间隔使微波光子 滤波器具有不同的自由频谱范围,实现微波光子滤波器的可调谐特性。
[0023] MZ干涉仪17由光可变延迟线15和两个输出或输入功率比为50:50的耦合器构 成,主要用于对经过调制的载波信号进行处理。MZ干涉仪17的透射谱形类似于正余弦曲 线,载波信号位于曲线正斜率位置时,系数为正,位于负斜率位置时,系数为复。调节光可变 延迟线15使MZ干涉仪17上下两臂的臂长差发生改变,MZ干涉仪17的透射谱形发生改变。 当多抽头的载波信号经过MZ干涉仪17时,抽头系数就会发生改变,形成抽头系数可变的微 波光子滤波器,实现滤波器的可重构特性。
[0024] 微波光子滤波器结构中,掺铒光纤3的长度为7m,掺杂浓度为400ppm ;光子晶体光 纤11的长度为l〇m ;单模光纤A6和单模光纤B18的长度分别为15km和8km。
[0025] 本发明提出的微波光子滤波器主要包括两部分结构,波长间隔可调谐的多波长激 光器12和MZ干涉仪17。由光子晶体光纤11构成的Sagnac环8作为多波长激光器的选频 结构,通过改变填充了甘油的光子晶体光纤11周围的温度,调谐Sagnac环8的选频特性, 使多波长激光器12输出不同波长间隔的激光,从而改变了滤波器的自由频谱范围,实现可 调谐特性。调节MZ干涉仪17中的光可变延迟线,改变MZ干涉仪17的臂长差,使其透射特 性改变,从而载波信号获得不同的抽头系数,得到系数可变的微波光子滤波器,实现可重构 特性。通过简单的调节光子晶体光纤11周围的温度和光可变延迟线15就可以同时实现微 波光子滤波器的可调谐和可重构特性。本发明结构简单,操作灵活,成本较低,适用于通信、 雷达、工业生产等领域。
【主权项】
1. 一种基于波长间隔可调谐激光器的系数可变微波光子滤波器,其特征在于:包括波 长间隔可调谐的多波长激光器(12)、相位调制器(13)、马赫增德尔干涉仪(17)、单模光纤 B(18)、光电探测器(19)、矢量网络分析仪(20); 其中,多波长激光器(12)输出的多波长光源通过相位调制器(13)与矢量网络分析仪 (20)输出的射频信号发生调制,接着经过马赫增德尔干涉仪(17)进行光处理,单模光纤 B(18)传输后,到达光电探测器(19)进行光电转换,光电探测器(19)输出的电信号进入矢 量网络分析仪(20)进行分析。2. 根据权利要求书1所述的微波光子滤波器,其特征在于:所述的多波长激光器(12) 包括:泵浦光源(1),并通过一个波分复用器(2)泵浦一段掺铒光纤(3);包括用于保证光 的单向传输的光隔离器(4);包括用于调节光的偏振态偏的振控制器A(5);包括用于稳频 的单模光纤A(6);包括用于输出产生的激光的耦合器A(7);还包括作为梳状滤波器来产生 多波长激光的Sagnac环(8)。3. 根据权利要求书2所述的微波光子滤波器,其特征在于:所述的Sagnac环(8)由两 个输出端功率比为50:50的耦合器B(9)、偏振控制器B(10)、光子晶体光纤(11)构成。4. 根据权利要求书1所述的微波光子滤波器,其特征在于:所述的马赫增德尔干涉仪 (17)由输出端功率比为50:50耦合器C(14)、光可变延迟线(15)、输入端功率比为50:50耦 合器D(16)构成。5. 根据权利要求书2所述的微波光子滤波器,其特征在于:所述的泵浦光源(1)为 980nm泵浦光源,所述的波分复用器(2)为980nm/1550nm的波分复用器。6. 根据权利要求书2或3所述的微波光子滤波器,其特征在于:对Sagnac环(8)中的 光子晶体光纤(11)进行了液体填充,该液体为甘油,填充时,选择光子晶体光纤(11)中一 个较大的空气孔进行液体填充,其余空气孔不进行填充,并通过光子晶体光纤(11)周围的 温度变化,最终产生波长间隔可调谐的多波长激光。7. 根据权利要求书6所述的微波光子滤波器,其特征在于:光子晶体光纤(11)周围的 温度变化范围为25 °C~120 °C。8. 根据权利要求书7所述的微波光子滤波器,其特征在于:耦合器A(7)两个输出端的 功率比为10:90,多波长激光器(12)产生的激光由耦合器A(7)功率占10%的端口输出。9. 根据权利要求书2所述的微波光子滤波器,其特征在于:所述的掺铒光纤(3)的长 度为7m,掺杂浓度为400ppm;光子晶体光纤(11)的长度为IOm;单模光纤A(6)的长度为 15km;单模光纤B(18)的长度为8km。
【专利摘要】本发明公开了一种基于波长间隔可调谐激光器的系数可变微波光子滤波器,主要由波长间隔可调谐的多波长激光器和马赫增德尔干涉仪构成。在多波长激光器中,由光子晶体光纤构成的Sagnac环具有选频滤波的作用,通过改变填充了甘油的光子晶体光纤周围的温度,调谐Sagnac环的选频特性,使多波长激光器输出不同波长间隔的激光,从而改变了滤波器的自由频谱范围。调节马赫增德尔干涉仪中的光可变延迟线,改变马赫增德尔干涉仪的臂长差,使其透射特性改变,从而载波信号获得不同的抽头系数,得到系数可变的微波光子滤波器。通过简单的调节光子晶体光纤周围的温度和光可变延迟线就可以同时实现微波光子滤波器的可调谐和可重构特性。
【IPC分类】H01S3/10, H01S3/067, G02F1/01
【公开号】CN104898305
【申请号】CN201510358789
【发明人】曹晔, 赵爱红, 童峥嵘
【申请人】天津理工大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月25日
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