CN105204121A - 一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器 - Google Patents

一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器 Download PDF

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Abstract

一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器，属于波分复用系统领域。解决了现有环形结构可调谐光滤波器结构复杂，且为达到通信网络对接的效果，所使用的波导材质单一的问题。它包括双环干涉仪、2号相位调节器和1号耦合器，光入射至双环干涉仪后，形成的两路光分别从双环干涉仪的D端和E端输出，D端输出的光为耦合诱导透明光，E端输出的光为耦合诱导吸收光，2号相位调节器位于双环干涉仪的D端和1号耦合器之间，用于调节D端输出的耦合诱导透明光和E端输出的耦合诱导吸收光之间的相位差，然后，1号耦合器对接收的耦合诱导透明光和耦合诱导吸收光进行干涉，形成的双模式的两路光分别从1号耦合器的B端和C端输出。它主要应用在波分复用系统中。

Description

一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器
技术领域
本发明属于波分复用系统领域。
背景技术
光纤通信行业属于国家经济发展的高新技术行业，在国家经济建设中有着举足轻重的地位。对于光纤通信网络而言，传统的通信技术已经发展到了一个瓶颈，此时波分复用系统应运而生。
可调谐光滤波器是波分复用系统中的核心光学器件之一，主要是从一束宽带光信号中可调谐并且有选择性的过滤出我们所期望频率的光信号。
可调谐光滤波器是目前广泛应用于波分复用系统中的核心光学器件之一，各种滤波器应运而生，如棱镜结构的可调谐光滤波器、薄膜型可调谐光滤波器、光栅结构可调谐光滤波器、Fabry-Perot腔结构的可调谐光滤波器、环形结构可调谐光滤波器等。
棱镜结构的可调谐光滤波器、薄膜型可调谐光滤波器不容易与光纤通信网络对接，而Fabry-Perot腔结构的可调谐光滤波器不易于调控。环形结构可调谐光滤波器容易与光纤通信网络对接、容易制造及调控等诸多优点，也是目前研究的热点，但是现有的环形结构可调谐光滤波器结构复杂，且为达到通信网络对接的效果，所使用的波导材质单一，具有局限性。
发明内容
本发明是为了解决现有环形结构可调谐光滤波器结构复杂，且为达到通信网络对接的效果，所使用的波导材质单一的问题，本发明提供了一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器。
一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器，它包括双环干涉仪、2号相位调节器和1号耦合器，光入射至双环干涉仪后，形成的两路光分别从双环干涉仪的D端和E端输出，D端输出的光为耦合诱导透明光，E端输出的光为耦合诱导吸收光，
2号相位调节器位于双环干涉仪的D端和1号耦合器之间，用于调节D端输出的耦合诱导透明光和E端输出的耦合诱导吸收光之间的相位差，
然后，1号耦合器对接收的耦合诱导透明光和耦合诱导吸收光进行干涉，形成的双模式的两路光分别从1号耦合器的B端和C端输出。
所述的双环干涉仪包括1号可调谐耦合器、2号可调谐耦合器、3号可调谐耦合器、1号环、2号环和1号相位调节器；
1号环和2号环通过2号可调谐耦合器光耦合连接，2号可调谐耦合器用于调节滤波的中心波长，
1号可调谐耦合器和1号相位调节器位于2号环上，1号可调谐耦合器用于调节滤波的消光比，1号相位调节器用于调控2号环的谐振波长，
3号可调谐耦合器位于1号环上，
1号可调谐耦合器的第一光信号输入端作为双环干涉仪的光信号输入端；
1号可调谐耦合器的第一光信号输出端与2号相位调节器的光信号输入端连接，2号相位调节器的光信号输出端与1号耦合器的第一光信号输入端连接，
1号可调谐耦合器的第二光信号输出端与1号相位调节器的光信号输入端连接，1号相位调节器的光信号输出端与2号可调谐耦合器的第一光信号输入端连接，
2号可调谐耦合器的第一光信号输出端与1号可调谐耦合器的第二光信号输入端连接，
2号可调谐耦合器的第二光信号输出端与3号可调谐耦合器的光信号输入端连接，3号可调谐耦合器的第二光信号输出端与2号可调谐耦合器的第二光信号输入端连接，
3号可调谐耦合器的第一光信号输出端作为双环干涉仪的E端；
1号可调谐耦合器的第一光信号输出端作为双环干涉仪的D端；
1号可调谐耦合器、2号可调谐耦合器和1号相位调节器间形成的光路沿2号环传播，
2号可调谐耦合器和3号可调谐耦合器间形成的光路沿1号环传播。
本发明带来的有益效果是，本发明提出一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器结构简单，具有双个通道，可以调节通道的开或关，可调谐滤波的中心波长、消光比、带宽，且双环干涉仪、2号相位调节器、和1号耦合器之间的连接可采用任何波导材料连接，例如，采用光纤、硅波导、聚合物波导等波导连接，可使用多种波导材质实现通信网络的良好对接，打破了现有技术中通信网络对接所使用的波导材质单一的问题。
附图说明
图1为本发明所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器的原理示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器，它包括双环干涉仪1、2号相位调节器2和1号耦合器3，
光入射至双环干涉仪1后，形成的两路光分别从双环干涉仪1的D端和E端输出，D端输出的光为耦合诱导透明光，E端输出的光为耦合诱导吸收光，
2号相位调节器2位于双环干涉仪1的D端和1号耦合器3之间，用于调节D端输出的耦合诱导透明光和E端输出的耦合诱导吸收光之间的相位差，
然后，1号耦合器3对接收的耦合诱导透明光和耦合诱导吸收光进行干涉，形成的双模式的两路光分别从1号耦合器3的B端和C端输出。
本实施方式，提出了一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器结构简单，具有双个通道，可以调节通道的开或关，可调谐滤波的中心波长、消光比。
光从图1中的A端入射后，信号光经过双环干涉仪1形成双通道输出，可以调节通道的开或关，可调谐滤波的中心波长及消光比。同时该双环干涉仪结构易与光纤通信网络对接、易于制造及调控等诸多优点。
具体实施方式二：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器的区别在于，所述的双环干涉仪1包括1号可调谐耦合器1-1、2号可调谐耦合器1-2、3号可调谐耦合器1-3、1号环1-4、2号环1-5和1号相位调节器1-6；
1号环1-4和2号环1-5通过2号可调谐耦合器1-2光耦合连接，2号可调谐耦合器1-2用于调节滤波的中心波长，
1号可调谐耦合器1-1和1号相位调节器1-6位于2号环1-5上，1号可调谐耦合器1-1用于调节滤波的消光比，1号相位调节器1-6用于调控2号环1-5的谐振波长，
3号可调谐耦合器1-3位于1号环1-4上，
1号可调谐耦合器1-1的第一光信号输入端作为双环干涉仪1的光信号输入端；
1号可调谐耦合器1-1的第一光信号输出端与2号相位调节器2的光信号输入端连接，2号相位调节器2的光信号输出端与1号耦合器3的第一光信号输入端连接，
1号可调谐耦合器1-1的第二光信号输出端与1号相位调节器1-6的光信号输入端连接，1号相位调节器1-6的光信号输出端与2号可调谐耦合器1-2的第一光信号输入端连接，
2号可调谐耦合器1-2的第一光信号输出端与1号可调谐耦合器1-1的第二光信号输入端连接，
2号可调谐耦合器1-2的第二光信号输出端与3号可调谐耦合器1-3的光信号输入端连接，3号可调谐耦合器1-3的第二光信号输出端与2号可调谐耦合器1-2的第二光信号输入端连接，
3号可调谐耦合器1-3的第一光信号输出端作为双环干涉仪1的E端；
1号可调谐耦合器1-1的第一光信号输出端作为双环干涉仪1的D端；
1号可调谐耦合器1-1、2号可调谐耦合器1-2和1号相位调节器1-6间形成的光路沿2号环1-5传播，
2号可调谐耦合器1-2和3号可调谐耦合器1-3间形成的光路沿1号环1-4传播。
本实施方式，双环干涉仪1结构，如图1所示，该结构可以采用光纤、硅波导、聚合物波导等波导来制造。
信号光经过双环干涉仪1形成双通道输出，且可以调节通道的开或关，可调谐滤波的中心波长及消光比。同时该双环干涉仪1结构易与光纤通信网络对接、易于制造及调控等诸多优点。
具体实施方式三：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器的区别在于，所述的2号相位调节器2还用于调节双环干涉仪1和1号耦合器3之间形成的两个通道的开、关及消光比。
本实施方式中，可以改变2号相位调节器2的偏执相位来得到不同的滤波特性，比如滤波通道的开或光、盒状滤波特性等。
具体实施方式四：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器的区别在于，所述的1号环1-4和2号环1-5可采用光纤、硅波导或聚合物波导实现。
具体实施方式五：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器的区别在于，所述的1号耦合器3和3号可调谐耦合器1-3的能量透射系数的调节范围为从0.9到0.98。
具体实施方式六：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式五所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器的区别在于，所述的3号可调谐耦合器1-3的能量透射系数的调节范围为从0.25到0.81，1号耦合器3的能量透射系数为0.5。
本实施方式中，所述的2号耦合器1-3的最佳能量透射系数为0.81，3号可调谐耦合器1-3的能量透射系数最佳值为0.5可以使两个出射端口的滤波效果一样。
具体实施方式七：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式六所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器的区别在于，所述的1号环1-4、和2号环1-5的长度为0.5米。
具体实施方式八：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式四所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器的区别在于，所述的1号可调谐耦合器1-1到1号耦合器3之间的光纤长度为0.5米，3号可调谐耦合器1-3到1号耦合器3之间的光纤长度为0.5米，2号相位调节器2的相位偏置值为0.5π。
本实施方式中，可以改变2号相位调节器2的偏执相位来得到不同的滤波特性，比如滤波通道的开或光、盒状滤波特性等。
具体实施方式九：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器的区别在于，它还包括光纤偏振控制器，用于调节入射至双环干涉仪1的光的偏振。
具体实施方式十：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器的区别在于，所述的2号可调谐耦合器1-2的能量透射系数的调节范围为从0.2到0.8。

Claims (10)

1.一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器，它包括双环干涉仪(1)、2号相位调节器(2)和1号耦合器(3)，其特征在于，
光入射至双环干涉仪(1)后，形成的两路光分别从双环干涉仪(1)的D端和E端输出，D端输出的光为耦合诱导透明光，E端输出的光为耦合诱导吸收光，
2号相位调节器(2)位于双环干涉仪(1)的D端和1号耦合器(3)之间，用于调节D端输出的耦合诱导透明光和E端输出的耦合诱导吸收光之间的相位差，
然后，1号耦合器(3)对接收的耦合诱导透明光和耦合诱导吸收光进行干涉，形成的双模式的两路光分别从1号耦合器(3)的B端和C端输出。
2.根据权利要求1所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器，其特征在于，所述的双环干涉仪(1)包括1号可调谐耦合器(1-1)、2号可调谐耦合器(1-2)、3号可调谐耦合器(1-3)、1号环(1-4)、2号环(1-5)和1号相位调节器(1-6)；
1号环(1-4)和2号环(1-5)通过2号可调谐耦合器(1-2)光耦合连接，2号可调谐耦合器(1-2)用于调节滤波的中心波长，
1号可调谐耦合器(1-1)和1号相位调节器(1-6)位于2号环(1-5)上，1号可调谐耦合器(1-1)用于调节滤波的消光比，1号相位调节器(1-6)用于调控2号环(1-5)的谐振波长，
3号可调谐耦合器(1-3)位于1号环(1-4)上，
1号可调谐耦合器(1-1)的第一光信号输入端作为双环干涉仪(1)的光信号输入端；
1号可调谐耦合器(1-1)的第一光信号输出端与2号相位调节器(2)的光信号输入端连接，2号相位调节器(2)的光信号输出端与1号耦合器(3)的第一光信号输入端连接，
1号可调谐耦合器(1-1)的第二光信号输出端与1号相位调节器(1-6)的光信号输入端连接，1号相位调节器(1-6)的光信号输出端与2号可调谐耦合器(1-2)的第一光信号输入端连接，
2号可调谐耦合器(1-2)的第一光信号输出端与1号可调谐耦合器(1-1)的第二光信号输入端连接，
2号可调谐耦合器(1-2)的第二光信号输出端与3号可调谐耦合器(1-3)的光信号输入端连接，3号可调谐耦合器(1-3)的第二光信号输出端与2号可调谐耦合器(1-2)的第二光信号输入端连接，
3号可调谐耦合器(1-3)的第一光信号输出端作为双环干涉仪(1)的E端；
1号可调谐耦合器(1-1)的第一光信号输出端作为双环干涉仪(1)的D端；
1号可调谐耦合器(1-1)、2号可调谐耦合器(1-2)和1号相位调节器(1-6)间形成的光路沿2号环(1-5)传播，
2号可调谐耦合器(1-2)和3号可调谐耦合器(1-3)间形成的光路沿1号环(1-4)传播。
3.根据权利要求1所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器，其特征在于，所述的2号相位调节器(2)还用于调节双环干涉仪(1)和1号耦合器(3)之间形成的两个通道的开、关及消光比。
4.根据权利要求2所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器，其特征在于，所述的1号环(1-4)和2号环(1-5)可采用光纤、硅波导或聚合物波导实现。
5.根据权利要求2所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器，其特征在于，所述的1号耦合器(3)和3号可调谐耦合器(1-3)的能量透射系数的调节范围为从0.9到0.98。
6.根据权利要求5所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器，其特征在于，所述的3号可调谐耦合器(1-3)的能量透射系数的调节范围为从0.25到0.81，1号耦合器(3)的能量透射系数为0.5。
7.根据权利要求6所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器，其特征在于，所述的1号环(1-4)、和2号环(1-5)的长度为0.5米。
8.根据权利要求4所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器，其特征在于，所述的1号可调谐耦合器(1-1)到1号耦合器(3)之间的光纤长度为0.5米，3号可调谐耦合器(1-3)到1号耦合器(3)之间的光纤长度为0.5米，2号相位调节器(2)的相位偏置值为0.5π。
9.根据权利要求1所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器，其特征在于，它还包括光纤偏振控制器，用于调节入射至双环干涉仪(1)的光的偏振。
10.根据权利要求2所述的一种基于双环干涉仪可调谐光滤波器，其特征在于，所述的2号可调谐耦合器(1-2)的能量透射系数的调节范围为从0.2到0.8。
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