CN105866892A - 一种可调谐光纤滤波器 - Google Patents

一种可调谐光纤滤波器 Download PDF

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彭泓
董建军
杨荣明
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Abstract

本发明公开了一种可调谐光纤滤波器,属于滤波器领域,所述可调谐光纤滤波器包括:光纤准直系统、线性平移台和控制按钮;所述光纤准直系统固定在所述线型平移台上;所述控制按钮设置在所述线性平移台的外侧。通过设置光纤准直系统、线性平移台和控制按钮,光纤准直系统在线性平移台上做线性运动,形成谐振腔,光源从左端输入,在谐振腔内干涉加强,从而波长被选择出来,从右端输出,该可调谐光纤滤波器,能够精确调谐滤波器的通带,具有高分辨率,允许高精度测量。

Description

一种可调谐光纤滤波器
技术领域
本发明涉及滤波器领域,尤其涉及到一种可调谐光纤滤波器。
背景技术
目前,随着光通信技术的迅速发展,多波长可调谐滤波器已成为光纤通信中必不可少的部分,其应用已受到人们的高度重视,在光纤通信领域中,可调谐滤波器被应用到光传输系统的波长选择,光纤信号分离,光性能监测,光噪声过滤等领域,在光纤传感领域,广泛应用于光信号解调,增益平坦及光噪声过滤等领域。
相关技术中,产生多波长光纤激光器有多种方法,主要方法是将掺铒光纤浸泡在液氮中冷却来抑制其均匀加宽机制。但该方法不能工作在室温下,其应用受到极大限制。为了能使光纤激光器在室温下也能产生多波长输出,可采取的方法有:超连续谱的纵模切割;通过频移反馈来阻止激光器的单模振荡;利用非线性光纤中的四波混频效应来产生自稳定的多波长;将具有非均匀增益特性的半导体光放大器或拉曼放大器插入到光纤激光器中等。
在实际操作过程中,由于解调环境的复杂多变,上述测试方法结构需要在较苛刻的条件下才能实施,在实际应用中受到很大的限制,可操作性不强。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可调谐光纤滤波器,以实现可调谐光纤滤波器的高分辨率、高精度、高效率和低损耗的测量,在解调环境复杂多变的情况下,也能够通过简单的操作来实现准确的测量。
第一方面,本发明实施例提供了一种可调谐光纤滤波器,所述可调谐光纤滤波器包括:光纤准直系统、线性平移台和控制按钮;
所述光纤准直系统固定在所述线型平移台上;
所述控制按钮设置在所述线性平移台的外侧。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实现方式,其中,所述光纤准直系统包括:第一光纤准直子系统和第二光纤准直子系统;
所述第一光纤准直子系统与所述第二光纤准直子系统并列设置;
所述第一光纤准直子系统包括:第一光纤、第一光纤准直器和第一平行板,所述第一光纤与所述第一光纤准直器的一端连接,所述第一平行板与所述第一光纤准直器的另一端连接;
所述第二光纤准直子系统包括:第二光纤、第二光纤准直器和第二平行板,所述第二光纤与所述第二光纤准直器的一端连接,所述第二平行板与所述第二光纤准直器的另一端连接。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实现方式,其中,所述可调谐光纤滤波器还包括支撑台;
所述支撑台包括:基座和设置在所述基座上的台阶面;
所述第一光纤准直子系统固定于所述支撑台的台阶面上,所述线性平移台固定在所述支撑台的基座上;
所述线性平移台在所述支撑台上滑动,用于调谐第一光纤准直子系统和第二光纤准直子系统的距离。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实现方式,其中,所述线性平移台通过滑动轨道与所述支撑台连接。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实现方式,其中,所述可调谐光纤滤波器还包括驱动电机;
所述驱动电机分别与所述控制按钮和所述线性平移台连接。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实现方式,其中,所述第一平行板和所述第二平行板为玻璃板或者石英板。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实现方式,其中,所述玻璃板或者所述石英板的表面镀有反射膜。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实现方式,其中,所述可调谐滤波器还包括:备用电源;
所述备用电源分别与所述控制按钮和所述驱动电机连接。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实现方式,其中,所述可调谐滤波器的外侧还包括:电磁屏蔽外壳。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第九种可能的实现方式,其中,所述电磁屏蔽外壳与所述支撑台固定连接。
本发明实施例提供的可调谐光纤滤波器,通过设置光纤准直系统、线性平移台和控制按钮,光纤准直系统在线性平移台上做线性运动,形成谐振腔,光源从左端输入,在谐振腔内干涉加强,从而波长被选择出来,从右端输出,该可调谐光纤滤波器,能够精确调谐滤波器的通带,具有高分辨率,允许高精度测量。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的一种可调谐光纤滤波器的结构示意图。
附图1中,各标号所代表的部件列表如下:
1:第一光纤, 2:第一光纤准直器,
3:第一平行板, 4:第二平行板,
5:第二光纤准直器, 6:第二光纤,
7:线性平移台, 8:控制按钮,
9:支撑台。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明的简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中,术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
考虑到相关技术中,产生多波长光纤激光器有多种方法,主要方法是将掺铒光纤浸泡在液氮中冷却来抑制其均匀加宽机制。但该方法不能工作在室温下,其应用受到极大限制。为了能使光纤激光器在室温下也能产生多波长输出,可采取的方法有:超连续谱的纵模切割;通过频移反馈来阻止激光器的单模振荡;利用非线性光纤中的四波混频效应来产生自稳定的多波长;将具有非均匀增益特性的半导体光放大器或拉曼放大器插入到光纤激光器中等。在实际操作过程中,由于解调环境的复杂多变,上述测试方法结构需要在较苛刻的条件下才能实施,在实际应用中受到很大的限制,可操作性不强。基于此,本发明实施例提供了一种可调谐光纤滤波器。下面通过实施例进行描述。
实施例
为了实现高精度的测量,对可调谐光纤滤波器进行有效的控制,实现多波长可调谐滤波。
参见图1,本实施例提供一种可调谐光纤滤波器,可调谐光纤滤波器包括:光纤准直系统、线性平移台7和控制按钮8;
光纤准直系统固定在线型平移台上;
控制按钮8设置在线性平移台7的外侧。
通过以上实施例可以看出,光纤准直系统、线性平移台7和控制按钮8的设置,光纤准直系统在线性平移台7上做线性运动,形成谐振腔,光源从左端输入,在谐振腔内干涉加强,从而波长被选择出来,从右端输出,该可调谐光纤滤波器,能够精确调谐滤波器的通带,具有高分辨率,允许高精度测量。
为了实现光路的有效传输和滤波,本发明实施例提供了一种可调谐光纤滤波器,光纤准直系统包括:第一光纤1准直子系统和第二光纤6准直子系统;
第一光纤1准直子系统与第二光纤6准直子系统并列设置;
第一光纤1准直子系统包括:第一光纤1、第一光纤准直器2和第一平行板3,第一光纤1与第一光纤准直器2的一端连接,第一平行板3与第一光纤准直器2的另一端连接;
第二光纤6准直子系统包括:第二光纤6、第二光纤准直器5和第二平行板4,第二光纤6与第二光纤准直器5的一端连接,第二平行板4与第二光纤准直器5的另一端连接。
通过以上实施例可以看出,光源通过第一光纤1将光传输至第一光纤准直器2,第一光纤1准直系统和第二光纤6准直系统并列平行设置,形成谐振腔,光源在谐振腔内干涉加强,选择出所需波长的光,通过第二光纤准直器5将调谐后的光传输至第二光纤6,从而实现整个光路的传输。
为了对第一光纤1准直子系统和第二光纤6准直子系统起到很好的支撑和国定的作用。本发明实施例提供了一种可调谐光纤滤波器,可调谐光纤滤波器还包括支撑台9;
支撑台9包括:基座和设置在基座上的台阶面;
第一光纤1准直子系统固定于支撑台9的台阶面上,线性平移台7固定在支撑台9的基座上;
线性平移台7在支撑台9上滑动,用于调谐第一光纤1准直子系统和第二光纤6准直子系统的距离。
通过以上实施例可以看出,第一光纤1准直子系统固定在支撑台9的台阶面上,第二光纤6准直子系统位于线性平移台7上,平移台在支撑台9上滑动,从而性成谐振腔,其中,线性平移速度不大于10mm/s。
其中,线性平移台7行程为30mm到40mm,位分辨率2nm。
选择条件为,只有波长满足:λ=2nh/m的光才能从腔体中输出,其中n为谐振腔内介质的折射率,h是F-P腔体的长度。介质为空气,折射率为1。通过F-P腔的腔长的快速变化,来精确调谐滤波器的通带。通过高精度度光谱分析该滤波器达到了高分辨率、大动态范围、允许高精确测量、高效率低损耗等优点。
为了使线性平移台7能够顺利的沿着支撑台9滑动。本发明实施例提供了一种可调谐光纤滤波器,线性平移台7通过滑动轨道与支撑台9连接。
通过以上实施例可以看出,滑动轨道的设置可以很好保证线性平移台7能够沿着支撑台9平稳的滑动,不至于产生震动等外界干扰,很好的保证了测量的精确度。
为了保证线性平移台7能够滑动,为其提供所需的动力源。本发明实施例提供了一种可调谐光纤滤波器,可调谐光纤滤波器还包括驱动电机;
驱动电机分别与控制按钮8和线性平移台7连接。
通过以上实施例可以看出,通过控制按钮8来控制驱动电机的转动速率,来控制线性平移台7的运动速率,更好的保证了测量的精确度,实现了对线性平移台7精确有效的控制,更好的保证了谐振腔的距离。
为了实现光的良好的透过率,是光能够顺利的通过,保证光路的通畅。本发明实施例提供了一种可调谐光纤滤波器,第一平行板3和第二平行板4为玻璃板或者石英板。
通过以上实施例可以看出,玻璃板和石英板均为光透过率较好的材料,能够有效的保证光能够顺利的通过,保证光路的通畅,并且形成谐振腔,起到调谐滤波的作用。
为了实现所形成的谐振腔能够有良好反射率,实现波长的选择。本发明实施例提供了一种可调谐光纤滤波器,玻璃板或者石英板的表面镀有反射膜。
通过以上实施例可以看出,玻璃板或者石英板的表面镀有的反射膜,是为了使不符合选择波长的光得到反射,在谐振腔内得到干涉加强,从而选择出所需波长的光,达到可调谐滤光的作用,反射膜的设置可以很好保证光的反射率。
为了在断电或者主电源工作电压不稳定的条件下,保证该可调谐光纤滤波器能够正常的工作。
本发明实施例提供了一种可调谐光纤滤波器,可调谐滤波器还包括:备用电源;
备用电源分别与控制按钮8和驱动电机连接。
通过以上实施例可以看出,备用电源的设置可以保证在主电源不适宜提供供电的情况下,为控制按钮8和驱动电机供电,从而保证线性平移台7的正常移动,保证滤波器能够正常的工作。
为了防止外界的电磁波对可调谐光纤滤波器进行干扰,影响滤波的精确度。
本发明实施例提供了一种可调谐光纤滤波器,可调谐滤波器的外侧还包括:电磁屏蔽外壳。
通过以上实施例可以看出,电磁屏蔽外壳的设置可以很好的屏蔽外界的电磁干扰,保证所调谐的光均为所需波长光,而不存在外界的干扰,降低了外界因素导致的误差测量。
为了对电磁屏蔽外壳进行固定。本发明实施例提供了一种可调谐光纤滤波器,电磁屏蔽外壳与支撑台9固定连接。
通过以上实施例可以看出,电磁屏蔽外壳与支撑台9固定连接,从而电磁屏蔽外壳把整个可调谐光纤滤波器保护起来,降低了外界对滤波过程的干扰,保证了测量数据的精确性。
滤波器的工作原理为法布里珀罗干涉的原理。准直器光轴在同一直线上,两个相互平行的表面构成谐振腔,光源从左端输入,在谐振腔内干涉加强,符合特定条件的波长会被选择出来,从右端输出,也就起到了滤波的作用。
综上所述,本实施例提供的可调谐光纤滤波器,通过设置光纤准直系统、线性平移台和控制按钮,光纤准直系统在线性平移台上做线性运动,形成谐振腔,光源从左端输入,在谐振腔内干涉加强,从而波长被选择出来,从右端输出,该可调谐光纤滤波器,能够精确调谐滤波器的通带,具有高分辨率,允许高精度测量。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种可调谐光纤滤波器,其特征在于,所述可调谐光纤滤波器包括:光纤准直系统、线性平移台和控制按钮;
所述光纤准直系统固定在所述线型平移台上;
所述控制按钮设置在所述线性平移台的外侧。
2.根据权利要求1所述的可调谐光纤滤波器,其特征在于,所述光纤准直系统包括:第一光纤准直子系统和第二光纤准直子系统;
所述第一光纤准直子系统与所述第二光纤准直子系统并列设置;
所述第一光纤准直子系统包括:第一光纤、第一光纤准直器和第一平行板,所述第一光纤与所述第一光纤准直器的一端连接,所述第一平行板与所述第一光纤准直器的另一端连接;
所述第二光纤准直子系统包括:第二光纤、第二光纤准直器和第二平行板,所述第二光纤与所述第二光纤准直器的一端连接,所述第二平行板与所述第二光纤准直器的另一端连接。
3.根据权利要求2所述的可调谐光纤滤波器,其特征在于,所述可调谐光纤滤波器还包括支撑台;
所述支撑台包括:基座和设置在所述基座上的台阶面;
所述第一光纤准直子系统固定于所述支撑台的台阶面上,所述线性平移台固定在所述支撑台的基座上;
所述线性平移台在所述支撑台上滑动,用于调谐第一光纤准直子系统和第二光纤准直子系统的距离。
4.根据权利要求3所述的可调谐光纤滤波器,其特征在于,所述线性平移台通过滑动轨道与所述支撑台连接。
5.根据权利要求1所述的可调谐光纤滤波器,其特征在于,所述可调谐光纤滤波器还包括驱动电机;
所述驱动电机分别与所述控制按钮和所述线性平移台连接。
6.根据权利要求2所述的可调谐光纤滤波器,其特征在于,所述第一平行板和所述第二平行板为玻璃板或者石英板。
7.根据权利要求6所述的可调谐光纤滤波器,其特征在于,所述玻璃板或者所述石英板的表面镀有反射膜。
8.根据权利要求1所述的可调谐光纤滤波器,其特征在于,所述可调谐滤波器还包括:备用电源;
所述备用电源分别与所述控制按钮和所述驱动电机连接。
9.根据权利要求1所述的可调谐光纤滤波器,其特征在于,所述可调谐滤波器的外侧还包括:电磁屏蔽外壳。
10.根据权利要求9所述的可调谐光纤滤波器,其特征在于,所述电磁屏蔽外壳与所述支撑台固定连接。
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