CN113687471B - 一种波长间隔可切换的光纤梳状滤波器 - Google Patents

一种波长间隔可切换的光纤梳状滤波器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种波长间隔可切换的光纤梳状滤波器，包括起偏器、第一偏振控制器、偏振分束器、第二偏振控制器、第一保偏光纤、第三偏振控制器、第二保偏光纤、偏振合束器；起偏器、第一偏振控制器、偏振分束器依次相连；偏振分束器分出支路一和支路二两条支路，其中支路一依次与第二偏振控制器、第一保偏光纤相连；支路二依次与第三偏振控制器、第二保偏光纤相连；支路一和支路二的尾端分别与偏振合束器的两个输入端口相连。本发明可通过调节第一偏振控制器的方式，切换工作支路，从而实现不更换器件下的波长间隔切换，并可通过更换保偏光纤的方式，得到更多波长间隔可切换组合。

Description

一种波长间隔可切换的光纤梳状滤波器
技术领域
本发明属于光通信技术领域，具体涉及一种波长间隔可切换的光纤梳状滤波器。
背景技术
对光通信系统需求的快速增长引起了人们对波分复用光网络新型器件开发的极大兴趣。周期性光学滤波器作为一个关键部件，广泛应用于多波长光纤激光器、光纤传感、光学仪器测试和光网络等领域。全光纤滤波器因其低插入损耗、低成本、与光纤通信系统的高兼容性等优点而备受关注。
目前已有许多成熟的全光纤滤波器，如法布里-珀罗滤波器、光纤光栅滤波器、双折射光纤滤波器、Sagnac环路干涉仪和马赫-曾德尔滤波器。然而，这些滤波器不能较好地满足光网络中对可调谐性的要求。为了使滤波器的操作更加灵活和实用，技术人员致力于研究具有多波长可切换功能的梳状滤波器。迄今为止，已经提出了几种可实现输出多波长切换的全光纤梳状滤波器，例如级联的多段保偏光纤、在光纤环行镜中结合高双折射光纤、在双通马赫-曾德尔干涉仪两臂中增加偏振控制器等。但，前述这些梳状滤波器在实现多波长切换时，都需要对偏振控制器进行非常细致的调节，尚未具有能够通过调节偏振控制器实现光路切换从而改变多波长间隔的光纤梳状滤波器。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明提供了一种波长间隔可切换的光纤梳状滤波器。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种波长间隔可切换的光纤梳状滤波器，包括起偏器、第一偏振控制器、偏振分束器、第二偏振控制器、第一保偏光纤、第三偏振控制器、第二保偏光纤、偏振合束器；起偏器、第一偏振控制器、偏振分束器依次相连；偏振分束器分出支路一和支路二两条支路，其中支路一依次与第二偏振控制器、第一保偏光纤相连；支路二依次与第三偏振控制器、第二保偏光纤相连；支路一和支路二的尾端分别与偏振合束器的两个输入端口相连。
作为优选方案，所述第一保偏光纤和第二保偏光纤可根据需要更换的长度和双折射率。
作为优选方案，所述第一保偏光纤与第二保偏光纤具有不同的长度或双折射率。
作为优选方案，所述偏振分束器与偏振合束器为同一种光学器件，不同表述旨在区分其工作特性。
作为优选方案，所述起偏器还与宽谱光源相连。
作为优选方案，所述偏振合束器尾端还与光谱仪相连。
作为优选方案，所述起偏器、第一偏振控制器和偏振分束器的组合，可以通过调节第一偏振控制器改变偏振分束器两个输出端口的输出光强，从而实现工作支路切换。
作为优选方案，所述偏振分束器和偏振合束器的级联，形似马赫曾德尔干涉仪，却因为偏振态相互垂直而无法发生马赫曾德尔干涉。
本发明与现有技术相比，有益效果是：
1)本发明可实现波长间隔切换，且可以通过更换保偏光纤的方式，实现多种可切换的波长间隔组合。
2)本发明可通过调节偏振控制器实现光路切换。
3)本发明结构简单、成本低、透射谱的稳定性好，特别适用于波分复用系统、光传感、多波长光纤激光器等技术领域。
附图说明
图1是本发明优选实施例的一种波长间隔可切换的光纤梳状滤波器的结构示意图。
图2是本发明优选实施例的一种波长间隔可切换的光纤梳状滤波器的一种波长间隔的(支路一)透射谱输出图像。
图3是本发明优选实施例的一种波长间隔可切换的光纤梳状滤波器的另一种波长间隔的(支路二)透射谱输出图像。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图，并获得其他的实施方式。
本实施例的一种波长间隔可切换的光纤梳状滤波器，其结构示意图如图1所示，包括宽谱光源1、起偏器2、第一偏振控制器3-1、偏振分束器4、第二偏振控制器3-2、第一保偏光纤5-1、第三偏振控制器3-3、第二保偏光纤5-2、偏振合束器6、光谱分析仪7。具体结构如下：
宽谱光源1的a端口与起偏器2的b端口通过光纤连接；起偏器2的c端口与第一偏振控制器3-1的d端口通过光纤连接；第一偏振控制器3-1的e端口与偏振分束器4的f端口通过光纤连接。偏振分束器4的g端口与第二偏振控制器3-2的i端口通过光纤连接，第二偏振控制器3-2的j端口与第一保偏光纤5-1的k端口通过光纤连接，第一保偏光纤5-1的l端口与偏振合束器6的q端口通过光纤连接。偏振分束器4的h端口与第三偏振控制器3-3的m端口通过光纤连接；，第三偏振控制器3-3的n端口与第二保偏光纤5-2的o端口通过光纤连接，第二保偏光纤5-2的p端口与偏振合束器6的r端口通过光纤连接。偏振合束器6的s端口与光谱仪7的t端口通过光纤连接。
下面将结合上述结构对本发明的原理做进一步说明：
宽谱光源1输出的光经由起偏器2后转换为线偏振光，线偏振光进入第一偏振控制器3-1，改变偏振态后，进入偏振分束器4。偏振分束器4将该偏振光分解为两束相互正交的线偏振光，分别耦合进入支路一和支路二，进入支路一和支路二的光强由进入偏振分束器的偏振光的偏振态决定。通过调节偏振控制器，可以使得偏振光的全部能量集中在其中一条支路，从而实现光路切换。偏振合束器在回路中起到起偏器和耦合器的作用。进入支路一/二的线偏振光依次经过第二/三偏振控制器3-2、3-3和第一/二保偏光纤5-1、5-2以及偏振合束器6，相当于经过了lyot滤波器。值得注意的是，此时两个支路的光为干涉光，它们的偏振态相互垂直，因此，经由偏振合束器合束的两束光不会发生马赫曾德尔干涉。合束光输出由光谱仪7(AQ6370B)来进行观测。
本实施例的使用方法如下：
打开宽谱光源，调节光源功率，选择合适的保偏光纤，调节第一偏振控制器选择目标工作支路，调节对应支路的偏振控制器(第二或第三偏振控制器)得到梳状谱。支路一的输出光谱如图2所示，支路二的输出光谱如图3所示。
本发明可通过调节第一偏振控制器的方式，切换工作支路，从而实现不更换器件下的波长间隔切换，并可通过更换保偏光纤的方式，得到更多波长间隔可切换组合。
应当说明的是，以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种波长间隔可切换的光纤梳状滤波器，其特征在于：包括起偏器、第一偏振控制器、偏振分束器、第二偏振控制器、第一保偏光纤、第三偏振控制器、第二保偏光纤、偏振合束器；起偏器、第一偏振控制器、偏振分束器依次相连；偏振分束器分出支路一和支路二，其中，支路一依次与第二偏振控制器、第一保偏光纤相连，支路二依次与第三偏振控制器、第二保偏光纤相连；支路一和支路二的尾端分别与偏振合束器的两个输入端口相连；所述起偏器与一宽谱光源相连，宽谱光源输出的光经由起偏器后转换为线偏振光，线偏振光进入第一偏振控制器，改变偏振态后，进入偏振分束器；偏振分束器将该偏振光分解为两束相互正交的线偏振光，分别耦合进入支路一和支路二，进入支路一和支路二的光强由进入偏振分束器的偏振光的偏振态决定；进入支路一、支路二的线偏振光分别依次经过第二偏振控制器、第一保偏光纤和第三偏振控制器、第二保偏光纤，以及偏振合束器，此时两个支路的光为干涉光，它们的偏振态相互垂直；
所述起偏器、第一偏振控制器和偏振分束器的组合，通过调节第一偏振控制器改变偏振分束器两个输出端口的输出光强，以实现工作支路切换。
2.如权利要求1所述的一种波长间隔可切换的光纤梳状滤波器，其特征在于，所述第一保偏光纤与第二保偏光纤具有不同的长度或双折射率。
3.如权利要求1所述的一种波长间隔可切换的光纤梳状滤波器，其特征在于，所述偏振合束器尾端与一光谱仪相连。
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