[發(fā)明專利]基于傾斜微結(jié)構(gòu)光纖光柵的磁控可調(diào)諧濾波器

在審

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• 申請日: 2014-05-06
• 公開（公告）號: CN103969851A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 苗銀萍;藺際超;林煒;張楷亮;袁育杰;張昊;劉波
• 申請（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號: G02F1/095
• 分類號: G02F1/095
• 代理公司: 天津佳盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12002
• 代理人: 李益書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種光纖濾波器及光子晶體光纖的選擇性填充，具體涉及一種基于傾斜微結(jié)構(gòu)光纖光柵的磁控可調(diào)諧濾波器。

背景技術(shù)

光纖光柵是一種通過一定方法使光纖纖芯的折射率發(fā)生軸向周期性調(diào)制而形成的無源濾波器件。由于光纖光柵具有體積小、熔接損耗小、全兼容于光纖等優(yōu)點，因此在光纖通信和傳感領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

光子晶體光纖(Photonic Crystal Fibers，PCF)又被稱為微結(jié)構(gòu)光纖(Micro-Structured Fibers，MSF)，近年來引起廣泛關(guān)注，它的橫截面上有較復(fù)雜的折射率分布，通常含有不同排列形式的氣孔，這些氣孔的尺度與光波波長大致在同一量級且貫穿器件的整個長度，光波可以被限制在低折射率的光纖芯區(qū)傳播，通過向光子晶體光纖空氣孔中填充不同的液體，可以靈活的調(diào)諧光子晶體光纖的傳輸特性。

隨著光纖通信技術(shù)和光纖傳感技術(shù)的快速發(fā)展，波分復(fù)用(WDM)技術(shù)被更廣泛地應(yīng)用，光纖濾波器是波分復(fù)用光通信系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)中關(guān)鍵器件之一。可調(diào)諧濾波器可用作WDM的解復(fù)用、信號解調(diào)等，發(fā)揮著極其重要的作用。實現(xiàn)光纖濾波的方法有很多，以往的很多光纖濾波器制作完成后就無法再改變其傳輸特性，比如基于高雙折射光纖的Sagnac的光纖濾波器，限制了其應(yīng)用范圍，不具靈活性。但是在實際應(yīng)用中需要根據(jù)實際情況選擇合適的探測波段，存在制作時間和成本較高的缺點。因而，目前具有通帶位置可調(diào)諧、信道間隔可調(diào)諧的光纖濾波器正受到科研工作者的青睞，這也是工程實際中急需解決的關(guān)鍵問題。

本發(fā)明將傾斜光柵寫在纖芯摻鍺的微結(jié)構(gòu)光纖上，并結(jié)合磁流體的可調(diào)諧折射率特性，得到通帶位置可調(diào)、調(diào)諧范圍大、多通道的磁控可調(diào)諧濾波器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是解決普遍可調(diào)諧光纖濾波器存在的波長調(diào)諧速率較慢、調(diào)諧范圍窄、調(diào)諧線性度較差、信道少等問題，提供一種只需選擇合適的傾斜光柵周期及傾斜角度就可以靈活控制其濾波波段，即波長可調(diào)的基于傾斜微結(jié)構(gòu)光纖光柵的磁控可調(diào)諧濾波器。

本發(fā)明技術(shù)方案：

基于傾斜微結(jié)構(gòu)光纖光柵的磁控可調(diào)諧濾波器，包括光源、單模光纖、光譜分析儀、填充有磁流體的傾斜微結(jié)構(gòu)光纖光柵以及磁場產(chǎn)生和調(diào)諧裝置；所述的光源通過單模光纖與傾斜微結(jié)構(gòu)光纖光柵一端連接，傾斜微結(jié)構(gòu)光纖光柵另一端通過單模光纖連接到光譜分析儀上。

所述的傾斜微結(jié)構(gòu)光纖光柵，是用相位掩模法在纖芯摻鍺的微結(jié)構(gòu)光纖上寫制的傾斜光柵；傾斜微結(jié)構(gòu)光纖光柵在微結(jié)構(gòu)光纖的空氣孔中填充磁流體，填充磁流體部分與傾斜光柵的位置對應(yīng)，且大于所刻制的光纖光柵的長度，以保證磁流體覆蓋整個光纖光柵區(qū)域；

所述的磁場產(chǎn)生和調(diào)諧裝置，是傾斜微結(jié)構(gòu)光纖光柵兩側(cè)設(shè)置的電磁鐵裝置，電磁鐵裝置與可調(diào)節(jié)電壓設(shè)備連接，變化的磁場通過調(diào)節(jié)電壓設(shè)備的電壓來提供。

所述的傾斜微結(jié)構(gòu)光纖光柵，放置在磁場產(chǎn)生和調(diào)諧裝置的正中心。

本發(fā)明傾斜微結(jié)構(gòu)光纖光柵的工作原理：

當(dāng)光從單模光纖進(jìn)入傾斜微結(jié)構(gòu)光纖光柵，傾斜光柵纖芯模諧振峰和包層模諧振相位匹配條件滿足時，可以得出基模諧振波長和包層模諧振波長的表達(dá)式分別為式(1)和式(2)：

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