[發(fā)明專利]一種多通道微納耦合式光纖濾波器及多通道選擇濾波的方法

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• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114460693A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 劉蔭明;郭傳臣;蘇磊;李麗君;李秀東;欒心國;吳建新;閆占瑞;邱錫榮;付廷波;楊敏;馬茜
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科技大學;鐵正檢測科技有限公司;中鐵十四局集團有限公司;青島飛博科技有限公司
• 主分類號: G02B6/293
• 分類號: G02B6/293;G02B6/35;G02B6/27
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專利代理有限公司 37252
• 代理人: 馮昌進

本發(fā)明公開了一種多通道微納耦合式光纖濾波器及多通道選擇濾波的方法，包括光源、探測器、多路微納光纖耦合結(jié)構(gòu)、第一及第二2×2光纖開關(guān)、光纖環(huán)路以及光纖偏振控制器，多路微納光纖耦合結(jié)構(gòu)由n根輸入光纖和n根輸出光纖構(gòu)成，其中n≥3；光源和探測器通過第一2×2光纖開關(guān)連接至多路微納光纖耦合結(jié)構(gòu)中任意兩根輸入光纖，選定與該兩根輸入光纖對應的兩根輸出光纖作為輸出端口，分別連接至第二2×2光纖開關(guān)的兩個輸入端口，第二2×2光纖開關(guān)的兩個輸出端口連接長度固定的光纖環(huán)路，光纖環(huán)路內(nèi)連接有光纖偏振控制器。本發(fā)明作為多通道的微納耦合式濾波器件，可以通過切換不同的輸入輸出光纖對，來實現(xiàn)不同濾波特性的調(diào)諧。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電檢測技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種多通道微納耦合式光纖濾波器及多通道選擇濾波的方法。

背景技術(shù)

耦合器作為光無源器件之一，在光無源器件中具有重要的地位。在1975年Kuwahara等人通過將兩根光纖纏繞并放置在折射率溶液內(nèi)制作了首個光纖耦合器。此后陸續(xù)出現(xiàn)了物理方法研磨的磨拋型光纖耦合器和熔融拉錐技術(shù)制作的熔錐型光纖耦合器。耦合器應用廣泛，在光纖傳感器、波分復用器、半導體激光器和光纖放大器中也是不可缺少的器件。

現(xiàn)有的通過熔錐工藝得到的微納耦合器，譜形不均勻，結(jié)合圖1發(fā)現(xiàn)無法作為梳狀濾波器使用。目前微納耦合器主要用于傳感器檢測折射率，溫度，生物，化學，磁場，電流等。在通過簡單拉錐方式得到的多通道梳狀濾波器研究較少，無法實現(xiàn)靈活的波長切換。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明致力于實現(xiàn)多波長的靈活切換，滿足不同條件下的波長濾波需求，提出了一種多通道微納耦合式光纖濾波器及多通道選擇濾波的方法，設計合理，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，具有良好的效果。

為了實現(xiàn)上述目的1，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種多通道切換組合式微納光纖耦合濾波器，包括光源、探測器、多路微納光纖耦合結(jié)構(gòu)、第一及第二2×2光纖開關(guān)、光纖環(huán)路以及光纖偏振控制器，多路微納光纖耦合結(jié)構(gòu)由n根輸入光纖和n根輸出光纖構(gòu)成，其中n≥3；

光源和探測器連接至第一2×2光纖開關(guān)的兩個輸入端口，第一2×2光纖開關(guān)的兩個輸出端口連接至所述多路微納光纖耦合結(jié)構(gòu)中任意兩根輸入光纖，選定與該兩根輸入光纖對應的兩根輸出光纖作為輸出端口，分別連接至第二2×2光纖開關(guān)的兩個輸入端口，第二2×2光纖開關(guān)的兩個輸出端口連接一個固定長度的光纖環(huán)路，光纖環(huán)路內(nèi)連接有光纖偏振控制器；

光源和探測器構(gòu)成光電檢測裝置，用于將輸出的光譜信息進行記錄；

第一2×2光纖開關(guān)和多路微納光纖耦合結(jié)構(gòu)構(gòu)成光纖環(huán)路濾波器切換裝置，用于實現(xiàn)光耦合環(huán)路切換，進而實現(xiàn)耦合濾波器的波長、帶寬及透射/反射率的切換；

光纖偏振控制器和光纖環(huán)路構(gòu)成濾波透射/反射率調(diào)諧裝置，用于實現(xiàn)每個光纖濾波器的光譜消光比可調(diào)。

為了實現(xiàn)上述目的2，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種多通道選擇濾波的方法，第二2×2光纖開關(guān)通過切換不同的輸入和輸出光纖對，實現(xiàn)不同濾波特性的調(diào)諧。

進一步地，光源發(fā)出的光經(jīng)過多路微納光纖耦合結(jié)構(gòu)分成兩路，一路光信號沿順時針方向經(jīng)過光纖偏振控制器，另一路光信號沿逆時針方向經(jīng)過光纖偏振控制器，光纖偏振控制器使兩路光信號的光譜幅值發(fā)生變化，兩路光信號回到多路微納光纖耦合結(jié)構(gòu)內(nèi)耦合，最終輸出至探測器。

進一步地，通過調(diào)諧光纖環(huán)路內(nèi)光纖偏振控制器的偏振角度，實現(xiàn)濾波器消光比的連續(xù)可調(diào)，當偏振控制器的偏振角度達到90°時，透射譜和反射譜的消光比最大。

本發(fā)明所帶來的有益技術(shù)效果：