[發(fā)明專利]基于錐形光纖光柵的壓電可調(diào)光子微波濾波器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110053369.5
• 申請(qǐng)日: 2011-03-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102081198A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董小偉;王志軍;盛曉娟;彭昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B6/293
• 分類號(hào): G02B6/293;G02B6/34;G02B6/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光通信、無(wú)線微波通信以及微波光子領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光纖光柵的光子微波濾波器。

背景技術(shù)

微波在衛(wèi)星通信、陸地移動(dòng)通信、軍事和導(dǎo)航等系統(tǒng)中的應(yīng)用日益普遍，微波光子技術(shù)將微波學(xué)和光學(xué)融合在一起，成為一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域，通常稱為Microwave?Photonics(簡(jiǎn)稱MWP)。微波光子技術(shù)將光纖所具有的低損耗、大容量、抗干擾、重量輕、易于搬運(yùn)等優(yōu)點(diǎn)引入到傳統(tǒng)的微波技術(shù)中，組成信息社會(huì)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，充分利用光纖的寬帶和無(wú)線的自由，達(dá)到個(gè)別技術(shù)不斷發(fā)展也無(wú)法實(shí)現(xiàn)的通信系統(tǒng)高功能化和高度化。光域上的微波信號(hào)處理技術(shù)因在微波光纖系統(tǒng)和遠(yuǎn)程雷達(dá)信號(hào)處理等領(lǐng)域有著重要用途，正引起人們的廣泛關(guān)注，其中光子微波濾波器相比于傳統(tǒng)的電子微波濾波器，具有電磁環(huán)境兼容性好、體積小、工作帶寬寬等優(yōu)點(diǎn)，是微波光子信號(hào)處理技術(shù)中的一個(gè)重要研究課題。

鑒于光纖光柵優(yōu)良的波長(zhǎng)選擇性和濾波性能，近年來(lái)研究者提出許多基于光纖光柵的光子微波濾波器，主要分為基于抽頭延遲的有限脈沖響應(yīng)結(jié)構(gòu)和基于光纖環(huán)的無(wú)限脈沖響應(yīng)結(jié)構(gòu)兩種。

基于抽頭延遲的有限脈沖響應(yīng)結(jié)構(gòu)，其共同特點(diǎn)是系統(tǒng)復(fù)雜、成本較高、所需要的光纖光柵或激光器數(shù)目較多，如在W.Zhang，J.A.R.Williams，“Fibre?optic?bandpass?transversal?filter?employing?fibre?grating?array”，Electronics?Letters，1999，35(12)：1010-1011提出的基于寬帶光源和光纖光柵陣列的結(jié)構(gòu)中，形成四抽頭橫向光子微波濾波器就需要與之對(duì)應(yīng)的四個(gè)光纖光柵。在Jose?Capmany，Daniel?Pastor，Beatriz?Ortega，“New?and?flexible?fiber-optic?delay-line?filters?using?chirped?Bragg?gratings?and?laser?array”，IEEE?Transactions?o?Microwave?Theory?and?Techniques，1999，47(7)：1321-1326提出的基于激光陣列和啁啾光纖光柵的結(jié)構(gòu)中，雖然只使用一個(gè)啁啾光纖光柵，但為形成五抽頭橫向微波濾波器就需要與之對(duì)應(yīng)的五個(gè)不同發(fā)射波長(zhǎng)的激光器，而且制作啁啾光柵需要更昂貴的相位掩膜版和更高精度的控制寫(xiě)入系統(tǒng)。在G.Ning，S.Aditya，P.Shum，et.al.，“Tunable?photonic?microwave?filter?with?Hi-Bi?chirped?grating?free?from?chromatic?dispersion”，Electronics?Letters，2004，40(6)：999-1000提出的結(jié)構(gòu)中，雖然也只使用一個(gè)啁啾光纖光柵，但需要采用高雙折射光纖與之配合，致使其應(yīng)用受到極大限制。

基于光纖環(huán)的無(wú)限脈沖響應(yīng)結(jié)構(gòu)，具有光柵數(shù)量少的優(yōu)點(diǎn)，如發(fā)明專利申請(qǐng)公布號(hào)為CN?1834708A的“一種基于光纖光柵的可調(diào)諧微波光子濾波器”，提出的基于光纖光柵和光纖環(huán)的結(jié)構(gòu)，采用一個(gè)光柵就可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)抽頭，但由于光信號(hào)經(jīng)過(guò)耦合器在光纖環(huán)中多次循環(huán)，鏈路損耗導(dǎo)致濾波響應(yīng)的Q值較低，需要采用有源的方式進(jìn)行補(bǔ)償，因此發(fā)明專利申請(qǐng)公布號(hào)為CN?101393304A的“基于啁啾光纖光柵和摻雜有源光纖的微波光子濾波器”，提出基于啁啾光纖光柵和摻雜有源光纖的結(jié)構(gòu)，但因有源光纖泵浦控制較復(fù)雜，系統(tǒng)成本也較高。

綜上所述，目前基于光纖光柵的光子微波濾波器結(jié)構(gòu)仍存在很多不足，極大限制了其推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有基于光纖光柵的光子微波濾波器暴露出的不可調(diào)諧及高成本，提出一種高性能、低成本、可靈活調(diào)諧的基于錐形光纖光柵的壓電可調(diào)光子微波濾波器。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種基于錐形光纖光柵的壓電可調(diào)光子微波濾波器，該光子微波濾波器包括，多波長(zhǎng)激光器、光信號(hào)調(diào)制器、光網(wǎng)絡(luò)分析儀、光環(huán)形器、錐形光纖光柵、壓電陶瓷桿、第一電極和第二電極、直流電壓源。

所述的光信號(hào)調(diào)制器的光輸入接口與多波長(zhǎng)激光器的輸出接口相連，光信號(hào)調(diào)制器的電輸入接口與光網(wǎng)絡(luò)分析儀的電輸出接口相連，構(gòu)成多波長(zhǎng)光信號(hào)的微波調(diào)制部分。

光信號(hào)調(diào)制器的光輸出接口連接光環(huán)形器的第一端口，光環(huán)形器的第二端口連接光纖光柵，光環(huán)形器的第三接口連接光網(wǎng)絡(luò)分析儀的光輸入接口，構(gòu)成光子微波濾波器的主體部分。