[發明專利]基于色散器件級聯的微波光子帶通濾波器

無效

• 申請號: 201310416644.4
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103454783A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 童崢嶸;張麗麗;曹曄;張衛華
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

?本發明屬于光纖通信和信號處理領域，具體地說，涉及在光域直接對微波信號進行處理。

背景技術

光波分復用技術與摻鉺光纖放大器的出現，使得光纖通信得到了迅速的發展。光纖通信除了具有損耗低，抗電磁干擾和帶寬高的特性，還容易實現在波長上、空間上及偏振上的復用。同時，隨著對無線通信容量的需求的不斷增加，微波技術也在迅速的發展。以前用于傳輸微波信號的介質在長距離傳輸時的損耗很大，而光纖系統具有低損耗、高帶寬，很適合用于微波信號的傳輸和處理。

光纖技術和微波技術結合在一起成為一個新的研究方向。從理論上說，微波技術和光纖技術理論基礎是一樣的，都是電磁波的波動理論。理論基礎的統一極大的促進了這兩個學科的結合，產生了一門新的學科——微波光子學。

微波光子濾波器是微波光子學的關鍵技術之一，它是在光域上對射頻信號進行處理，解決了電域里處理信號時產生的電子瓶頸。射頻信號被調制器調制到光載波上，之后在光域對載有射頻信號的光信號進行處理，最后通過光電探測器輸出所需的射頻信號。

微波光子濾波器根據抽頭個數是否有限可分為有限沖擊響應濾波器和無限沖擊響應濾波器。無限沖擊響應濾波器大部分是基于延遲環的，具有使用元件少和高頻率選擇性的特性，?有限沖擊響應濾波器通過增加抽頭數目來提高品質因數，但是所需元件較多，成本較高。為了提高品質因數，將無限沖擊響應濾波器和有限沖擊響應濾波器相級聯，這樣既可以節省成本，又可以大幅度提高品質因數。

本發明提出的基于色散器件級聯的微波光子濾波器，通過延遲環和單模光纖的級聯提高了微波光子濾波器的品質因數，使濾波器具有很高的頻率選擇性。

發明內容

本發明的目的是實現一種低成本、可調諧、窄帶寬、高頻率選擇性的微波光子帶通濾波器結構。

該發明的技術方案為：

一種基于色散器件級聯的微波光子帶通濾波器，它包括：光源（1）、隔離器（2）、相位調制器（3）、環形器（4）、光柵一（5）、摻鉺光纖（6）、光柵二（7）、波分復用器（8）、980nm或1480nm泵源（9）、單模光纖（10）和光電探測器（11）；光源（1）接隔離器（2）的輸入端；隔離器（2）的輸出端接相位調制器（3）的第一端口a；相位調制器（3）的第二端口（b）為射頻輸入端口；相位調制器（3）的第三端口c接環形器（4）的第一端口a；環形器（4）的第二端口b接光柵一（5）的第一端口a；光柵一（5）的第二端口b接摻鉺光纖（6）的輸入端；摻鉺光纖（6）的輸出端接光柵二（7）的第一端口a；光柵二（7）的第二端口b接波分復用器（8）的第一端口a；波分復用器（8）的第三端口c接980nm或1480nm泵源（9）；環形器（4）的第三端口c接單模光纖（10）的輸入端；單模光纖（10）的輸出端接光電探測器（11）的輸入端；光電探測器（11）的輸出端為射頻輸出端口。

基于由所述光柵一（5）和光柵二（7）組成的光柵對的無限沖擊響應濾波器與基于單模光纖（10）的有限沖擊響應濾波器相級聯，光柵對和單模光纖（10）共同作為延遲單元，使濾波器同時具有了窄帶特性和高頻率選擇性。

所述光柵一（5）和光柵二（7）波長相同，組成光柵對，可同為均勻光纖光柵或啁啾光纖光柵。?

由所述相位調制器（3）調制后的信號經環形器（4）進入光柵一（5），其中一部分光信號被光柵一（5）反射回來，?另一部分光信號透射過光柵一（5）經過摻鉺光纖（6）的放大后，由光柵二（7）部分反射，經過摻鉺光纖（6）放大后再次進入到光柵一（5）中，光柵二（7）反射回來的光信號透射過光柵一（5）后經過環形器（4）輸出，形成了脈沖響應的抽頭，被光柵一（5）再次反射的光信號再次經過摻鉺光纖（6）的放大重復過程，光信號在光柵對之間不停地有效反射產生大量的抽頭，從而實現高頻率選擇性。??

所述光源為可調諧激光器、激光器陣列或多波長激光器。

通過改變光柵一（5）和光柵二（7）的波長與光源的波長相匹配實現可調諧的功能。

本發明的優點和有益效果：

通過將基于光柵對的無限沖擊響應濾波器與基于色散光纖的有限沖擊響應濾波器相級聯，光柵對和色散光纖共同作為延遲單元，光柵對之間形成大量的抽頭，使濾波器具有高頻率選擇性，通過調節光柵的波長使之與光源的波長相匹配實現可調諧的功能。本發明結構簡單，成本低，同時實現了可調諧、窄帶和高頻率選擇性的功能。

附圖說明???

圖1是本發明實施例1的基于色散器件級聯的微波光子帶通濾波器結構示意圖；