[發(fā)明專利]光學濾波器控制

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980022910.0
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN112236958A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A.P.詹森
• 申請（專利權(quán)）人: 朗美通技術(shù)英國有限公司
• 主分類號: H04B10/572
• 分類號: H04B10/572;G02B6/02;G02B6/28;G02B6/293;H04J14/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 許睿嶠

一種光學濾波器組件，包括：可調(diào)諧光學濾波器；分束器組件，配置成將輸入光束分為輸出光束、參考光束和探測光束，并引導所述輸出光束和所述探測光束通過所述可調(diào)諧光學濾波器，使得所述探測光束與所述輸出光束呈一角度α；第一檢測器，配置成測量所述參考光束的強度S0；第二檢測器，配置成測量所述探測光束在它通過濾波器之后的強度S1；控制器，配置成基于測量的參考光束和探測光束的強度來調(diào)節(jié)所述可調(diào)諧光學濾波器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于可調(diào)諧光學濾波器的控制方案，以及用于實現(xiàn)該控制方案的光學濾波器組件。

背景技術(shù)

光纖通信利用激光器在窄波長帶內(nèi)產(chǎn)生光信號。單個光纖電纜可以在各種不同頻帶(和/或頻帶內(nèi)的不同信道)中攜帶信息。因此，在目標頻帶中傳輸信號時，減少在其他頻帶中產(chǎn)生的噪聲是很重要的。

為了實現(xiàn)這一點，激光器/調(diào)制器系統(tǒng)的輸出可以通過濾波器，該濾波器配置成只選擇目標頻率。法布里-珀羅(FP)標準具(或干涉儀)是一種可以作為濾波器的光學部件。FP標準具如圖1A所示，包括具有兩個反射表面的透明板。當光在所述表面之間反射時，傳輸?shù)墓饩€會相互干涉，產(chǎn)生特征性的干涉圖案，這種干涉圖案取決于頻率和板之間的光學距離。

FP標準具的頻率響應(yīng)具有圖1B所示的特性曲線。可以看出，對于高精度FP標準具(即具有尖峰的標準具)，除目標頻率外的頻率的損失是顯著的，甚至可以過濾掉與目標頻率的微小偏差。

FP標準具適用于部件以恒定頻率發(fā)射光的情況——但在某些應(yīng)用中期望的是，部件是“可調(diào)諧的”，即可調(diào)節(jié)的，以便在不同頻率上傳輸，例如，在頻帶內(nèi)的每個信道上。FP標準具的頻率響應(yīng)取決于板之間的光學距離，因此現(xiàn)有的可調(diào)諧FP標準具利用了這一點，在板之間具有隨溫度膨脹的材料，以改變板的分離。因此，通過調(diào)節(jié)標準具的溫度，可以調(diào)節(jié)標準具的光學距離和頻率響應(yīng)。其他可調(diào)諧的標準具可使用壓電控制或其他方法來改變板之間的光學距離。

標準具是s型無限脈沖響應(yīng)濾波器。另一種合適類型的濾波器是有限響應(yīng)濾波器，如馬赫-曾德爾(Mach-Zehnder)或邁克爾遜(Michelson)干涉儀。可以制作這些濾波器中任何一個的可調(diào)諧版本，并且可以對每個濾波器使用類似的控制方案。

任何可調(diào)諧濾波器都應(yīng)可緊密調(diào)諧，以確保濾波器的傳輸函數(shù)峰值與所需頻率緊密對準。對于要求較低的應(yīng)用和某些控制方案，控制輸入和濾波器傳輸峰值之間的關(guān)系可能是只需要簡單的校準，但是在許多情況下，為了確保傳輸峰值被正確定位，將需要反饋回路。

一種簡單的控制方案是對濾波器的傳輸峰值(即，對可調(diào)諧濾波器的控制輸入)施加抖動，并使用本領(lǐng)域已知的相敏檢測技術(shù)來定位峰值。然而，在接近傳輸峰值時，傳輸函數(shù)隨頻率變化很小(對于典型的C波段濾波器，在峰值附近的10GHz變化大約為1000的幾個部分)，這意味著這種測量的信噪比(SNR)非常低。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種光學濾波器組件。所述光學濾波器組件包括：

可調(diào)諧光學濾波器；

分束器組件，配置成將輸入光束分為輸出光束、參考光束和探測光束，并引導輸出光束和探測光束通過可調(diào)諧光學濾波器，使得探測光束與輸出光束成α角；

第一檢測器，配置成測量參考光束的強度S0；

第二檢測器，配置成測量探測光束在它通過濾波器后的強度S1；

控制器，配置成基于測量的參考光束和探測光束的強度來調(diào)節(jié)可調(diào)諧光學濾波器。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種控制光學濾波器組件的方法。所述光學濾波器組件包括可調(diào)諧光學濾波器和分束器組件，所述分束器組件配置成將輸入光束分為輸出光束、參考光束和探測光束，使得輸出光束和探測光束被引導通過可調(diào)諧光學濾波器，并且探測光束與輸出光束成α角。該方法包括：