CN118151302A - 一种光纤滤波器、光纤滤波器调制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光纤滤波器、光纤滤波器调制系统及方法，该滤波器包括：第一光学谐振腔；会聚透镜，设置于第一光学谐振腔的一侧，且与第光学谐振腔间隔设置；压电陶瓷，设置于第一光学谐振腔背离会聚透镜的端面上，压电陶瓷设置于端面的第一端；第二光学谐振腔，设置于第一光学谐振腔背离会聚透镜的一侧，第二光学谐振腔的一端面与第一光学谐振腔背离会聚透镜的端面的第二端抵接；准直透镜，设置于第二光学谐振腔背离第一光学谐振腔的一侧，且与第二光学谐振腔间隔设置，压电陶瓷和第二光学谐振腔控制第一光学谐振腔调整自身腔体长度，本方案可实现提高对第一光学谐振腔长度测量精确度及调制精度，扩大了滤波器的应用环境。

Description

一种光纤滤波器、光纤滤波器调制系统及方法

技术领域

本申请涉及光纤滤波器调制技术领域，特别是涉及一种光纤滤波器、光纤滤波器调制系统及方法。

背景技术

光纤F-P(Fabry-Perot)滤波器作为一种重要的光学元件，被广泛应用于光纤通信以及光纤传感器技术中。具体地，光纤通信中如光交换机、插分复用器件等要用到光纤F-P滤波器，光纤传感技术中如光纤和光纤微腔解调其信号解调的关键器件就是光纤F-P滤波器。而且这种核心关键器件直接影响甚至决定了整个系统性能的优劣。其中，光纤F-P滤波器调制要求很高，然而国内生产的光纤F-P滤波器往往很难满足实际需求，因此光纤F-P滤波器以及上述关键器件当下都需要从国外进口，这大大增加了生产成本。而且随着国际形势的变化，国外技术封锁对国内研发生产制造业产生了巨大的冲击，极大的限制了国内技术的发展。因此急需解决光纤F-P(Fabry-Perot)滤波器高精度调制的技术难题。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种光纤滤波器、光纤滤波器调制系统及方法，本申请所提供的方法可以较好地提高滤波器调制精度，也使得滤波器的波长调节更方便，扩大了滤波器的可以应用的环境。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种光纤滤波器，包括：

第一光学谐振腔；

会聚透镜，设置于所述第一光学谐振腔的一侧，且与所述第一光学谐振腔间隔设置；

压电陶瓷，设置于所述第一光学谐振腔背离所述会聚透镜的端面上，所述压电陶瓷设置于所述端面的第一端；

第二光学谐振腔，设置于所述第一光学谐振腔背离所述会聚透镜的一侧，所述第二光学谐振腔的一端面与所述第一光学谐振腔背离所述会聚透镜的端面的第二端抵接；

准直透镜，设置于所述第二光学谐振腔背离所述第一光学谐振腔的一侧，且与所述第二光学谐振腔间隔设置；

其中，所述压电陶瓷和所述第二光学谐振腔控制所述第一光学谐振腔调整自身腔体长度。

进一步地，所述第一光学谐振腔包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和第二反射镜平行且在第一方向上间隔设置。

更进一步地，所述第二光学谐振腔包括：平行且在第一方向上间隔设置的半反镜和全反射镜，所述全反射镜与所述第一反射镜背离所述第二反射镜的端面抵接，所述全反射镜与所述压电陶瓷在所述第一反射镜背离所述第二反射镜的端面上间隔设置，所述第一反射镜受控于所述压电陶瓷和所述第二光学谐振腔调整其相对于所述第二反射镜的位置。

更进一步地，所述半反镜受控调整自身相对所述全反射镜的位置。

更进一步地，所述半反镜为20％至50％的半反半透镜。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种光纤滤波器调制系统，包括：光纤滤波器、光路系统和电路系统；

所述光纤滤波器为如上任意一项所述的滤波器；

所述光路系统与所述光纤滤波器连接，用于向所述光纤滤波器输出激光光束；

所述电路系统，与所述光纤滤波器连接，用测量所述光纤滤波器中的第一谐振腔的腔体长度。

进一步地，所述光路系统包括光路系统包括分布式反馈式激光器、光纤环行器和第一光纤；

其中，所述分布式反馈式激光器的输出端与所述光纤环行器连接，所述光纤环行器的输出端与所述第一光纤的一端连接，所述光纤的另一端与所述光纤滤波器连接，用以向所述光纤滤波器输出激光光束。

进一步地，所述光路系统还包括放大自发辐射光源、光隔离器和第二光纤；

其中，所述放大自发辐射光源的输出端与所述光隔离器的输入端连接，所述光隔离器的输出端与所述第二光纤的一端连接，所述第二光纤的另一端与所述光纤滤波器的连接，用以输出激光光束至所述光纤滤波器。

进一步地，所述电路系统包括第一处理电路和信号转换电路；其中，所述第一处理电路与所述信号转换电路连接，所述信号转换电路的输出端与分布式反馈式激光器连接，所述信号转换电路用于在所述第一处理电路控制下对所述分布式反馈式激光器实现锯齿波调制。

更进一步地，所述电路系统还包括调制电路和显示电路，所述调制电路的输入端连接所述信号转换电路的输出端，所述调制电路输出端连接所述显示电路，所述调制电路和所述分布式反馈式激光器共用一个锯齿波信号。

更进一步地，所述电路系统还包括第二处理电路、采集电路和温度监测电路，所述采集电路采集端与所述光纤滤波器连接，所述采集电路的输出端与所述第二处理电路连接，用于采集调频连续波信号并输出至所述第二处理电路，所述第二处理电路基于所述调频连续波信号获得所述第一光学谐振腔的腔体长度；

所述温度监测电路与所述光路系统中的激光器和第二处理电路连接，用于检测所述激光器的温度，并输出至所述第二处理电路。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种调制方法，所述方法包括：

采集获得调频连续波信号；

利用调频连续波过零点解调算法对所述调频连续波信号进行解调，进而获得光纤滤波器中的第一光学谐振腔的实时腔体长度。

进一步地，所述获得光纤滤波器中的第一谐振腔的实时腔体长度之后，所述方法还包括：

基于所述第一光学谐振腔的实时腔体长度，实时调制光纤滤波器中的第二光学谐振腔的腔体长度，以使得所述第一光学谐振的长度调制为目标腔体长度。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质包括能够被第一处理电路运行的计算机程序，用以执行如上所述的方法。

申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请所提供的技术方案中，通过设置包括第一光学谐振腔、会聚透镜、压电陶瓷、第二光学谐振腔和准直透镜，并具体将会聚透镜设置于第一光学谐振腔的一侧，且与第光学谐振腔间隔设置；将压电陶瓷设置于第一光学谐振腔背离会聚透镜的端面上，压电陶瓷设置于端面的第一端；第二光学谐振腔设置于第一光学谐振腔背离会聚透镜的一侧，第二光学谐振腔的一端面与第一光学谐振腔背离会聚透镜的端面的第二端抵接；准直透镜设置于第二光学谐振腔背离第一光学谐振腔的一侧，且与第二光学谐振腔间隔设置。本申请所提供的技术方案通过设置压电陶瓷可以实现更为方便控制第一光学谐振腔灵活调整自身腔体长度，并利用一端与第一光学谐振腔一端抵接的第二光学谐振腔辅助测量与微调制，实现提高第一光学谐振腔的腔体长度测量的精确度，进而利用更准确的第一光学谐振腔的腔体长度，实现提高滤波器调制精度，也使得滤波器的波长调节更方便，利用较为简单的结构即可扩大滤波器的可以应用的环境，起到了良好的技术效果。

附图说明

图1为本申请一种光纤滤波器一实施例中结构示意图；

图2为本申请一种光纤滤波器调制系统一实施例中的结构意图；

图3为本申请一种光纤滤波器调制系统另一实施例中的结构意图；

图4为本申请一种调制方法一实施例中的流程示意图；

图5为本申请一种计算机可读存储介质一实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例在不矛盾的情况下是可以与其它实施例相结合。

请参见图1，图1为本申请一种光纤滤波器一实施例中结构示意图。

在当前实施例中，本申请所提供的光纤滤波器100包括第一光学谐振腔10、会聚透镜40、压电陶瓷50、第二光学谐振腔20和准直透镜30。

其中，第一光学谐振腔10用于使得输入至其腔体中的激光束在腔体内来回振荡。

进一步地，第一光学谐振腔10包括第一反射镜11和第二反射镜12，且第一反射镜11和第二反射镜12平行且在第一方向上相对间隔设置,第一反射镜受控于压电陶瓷和第二光学谐振腔调整其自身相对于第二反射镜的位置。具体地，如图1所示意，第一反射镜11与第二反射镜12在第一方向上并排且平行设置，并且第一反射镜11和第二反射镜12在第一方向上是间隔设置，具体在此对于第一反射镜11和第二反射镜12所间隔的距离不做限定，具体可以根据实际的需求进行设置和调整。其中，第一方向为激光束输入第一光学谐振腔10的方向。

进一步地，在一实施例中，第一反射镜11和第二反射镜12可以是两块反射率很高的、透明的反射镜，第一反射镜11和第二反射镜12是平行、且在第一方向上间隔设置，进而在第一反射镜11和第二反射镜12之间形成一个空气腔。这个空气腔形成了一个Fabry-Perot干涉仪。当入射的激光束通过第一反射镜11进入空气腔时，一部分光被反射，一部分光穿过空气腔到达第二反射镜12。于是光在第一反射镜11和第二反射镜12之间发生多次反射和透射，形成多个光束。这些光束在空气腔内多次反射，形成了多个干涉光程。第一反射镜11和第二反射镜12可以是光纤端面、薄膜或其他透明材料。

更进一步地，在另一实施例中，第一反射镜11和第二反射镜12的反射率相同，且在此对于第一反射镜11和第二反射镜12的反射率的值不做任何限定，具体同样可以根据实际的需求选择设置反射率合适的第一反射镜11和第二反射镜12。

进一步地，第一光学谐振腔10中的第一反射镜11是可移动设置，第二反射镜12是固定设置。在当前实施例中，第一光学谐振腔10中的第一反射镜11和第二反射镜12平行、且在第一方向上间隔预设距离设置，且第二反射镜12是固定设置，第一反射镜11相对第二反射镜12可以移动，第一反射镜11和第二反射镜12的反射率相同。其中，在当前实施例中，通过设置第一反射镜11可以相对固定设置的第二反射镜12移动，可以实现根据实际的需求改变第一光学谐振腔10的腔体长度，预设距离为预先设置的距离。

更进一步地，预设距离是一个范围值，即用以标识第一反射镜11与第二反射镜12之间最大的距离和最小距离的范围值，该距离在每一个不同参数的滤波器中是不同的，具体可以根据实际的需求进行设置，在此不做过多限定。

进一步地，第二反射镜12的高度大于或等于第一反射镜11的高度。其中，第一反射镜11和第二反射镜12的高度是指的是在垂直于第一方向的方向上的尺寸，即是垂直于激光束输入第一光学谐振腔10方向的方向上的尺寸。对应的，第一反射镜11在第一方向上的正投影与第二反射镜12在第一方向上的正投影至少部分重合。

在一实施例中，第一反射镜11的高度与第二反射镜12的高度相同，第一反射镜11和第二反射镜12在第一方向上的正投影完全重合。

在另一实施例中，第一反射镜11的高度小于第二反射镜12的高度，对应的，第一反射镜11在第一方向上的正投影完全被覆盖在第二反射镜12的在第一方向上的正投影中。

会聚透镜40，设置于第一光学谐振腔10的一侧，且与第一光学谐振腔10间隔设置。具体地，会聚透镜40是设置于第一光学谐振腔10背离激光束输入侧的一侧。换而言之，如若将激光束输入侧定义为第一光学谐振腔10的输入侧，将第一光学谐振腔10背离输入侧的一侧定义为输出侧，则会聚透镜40是设置在第一光学谐振腔10的输出侧。在此对于会聚透镜40的参数不做限定，具体可以根据实际的需求进行设置，会聚透镜40用于对第一光学谐振腔10输出的光纤进行会聚并输出至外部的光路中。其中，下行光路至少包括光纤。

在一实施例中，会聚透镜40和第一光学谐振腔10中的第一反射镜11、第二反射镜12的中心在一条直线上。

更进一步地，在另一实施例中，激光束的发射源的中心与第一反射镜11、第二反射镜12、会聚透镜40的中心均在一条直线上。需要说明的是，会聚透镜40的高度可以根据第一反射镜11以及第二反射镜12的高度选择和调整的，在此不做任何限定。

进一步地，在此对于会聚透镜40与第一光学谐振腔10的输出端面所间隔的距离不做限定，具体可以根据实际的需求进行设置。其中，会聚透镜40是固定设置。具体地，第一反射镜11、第二反射镜12和会聚透镜40均是平行设置，且三者在第一方向上的正投影存在至少部分重合。激光束自光源输出，至少部分光束经过第一反射镜11，在第一反射镜11和第二反射镜12之间的腔体来回振荡，最终输出至会聚透镜40，经会聚透镜40会聚后输出至外部光路中。

压电陶瓷50，设置于第一光学谐振腔10背离会聚透镜40的端面上，压电陶瓷50设置于端面的第一端。其中，压电陶瓷50的参数可以根据实际的需求进行选择，在此不做任何限定。

具体地，在一实施例中，压电陶瓷50是设置在第一光学谐振腔10高度方向上的一端。具体地压电陶瓷50是设置于第一反射镜11沿高度方向上的第一端。在当前实施例中，压电陶瓷50是用于通电带动第一反射镜11移动，进而改变与第二反光镜之间的距离。其中，给压电陶瓷50加三角波电压或者锯齿波电压来移动第一反射镜11，从而实现移动第一反射镜11的位置，最终实现改变第一光学谐振腔10的长度。

进一步地，第一光学谐振腔10包括第一反射镜11和第二反射镜12，压电陶瓷50则对应设置在第一反射镜11背离第二反射镜12的端面上第一端。其中，在一实施例中，第一反射镜11的第一端是指的是其高度方向上较高的一端。

第二光学谐振腔20，设置于第一光学谐振腔10背离会聚透镜40的一侧，第二光学谐振腔20的一端面与第一光学谐振腔10背离会聚透镜40的端面的第二端抵接。

进一步地，第二光学谐振腔20是设置在第一反射镜11的第一端，具体第二光学谐振腔20的一端面与第一反射镜11背离第二反射镜12的端面抵接，且第二光学谐振腔20在高度方向上与上述压电陶瓷50间隔设置。具体地，第二光学谐振腔20的腔体的一个端面与第一反射镜11背离第二反射镜12的端面抵接。

其中，第一光学谐振腔10背离会聚透镜40的端面的第二端与上述第一端为高度方向上相对的两个端面，且第一端和第二端之间间隔一定的距离。其中，在此对于第一端和第二端所间隔的距离不做限定，但是第二光学谐振腔20与上述压电陶瓷50在第一反射镜11上所间隔的距离可以使得激光束可以正常输入至第一谐振腔中。

准直透镜30，设置于第二光学谐振腔20背离第一光学谐振腔10的一侧，且与第二光学谐振腔20间隔设置。具体地，准直透镜30与第二光学谐振腔20的相对的端部与第二光学谐振腔20间隔设置，准直透镜30用于使得外部光路输入的光束变成平行光束。

进一步地，准直透镜30的中心与第二光学谐振腔20的在高度上的中心在第一方向上处于同一条直线。使得外部输入的光束变成平行光束后，可以输入至第二光学谐振腔20中。

其中，压电陶瓷和第二光学谐振腔控制第一光学谐振腔调整自身的腔体长度。具体地，压电陶瓷是受控于处理电路调整电压大小，进而调整第一光学谐振腔中的第一反射镜的位置，从而改变第一光学谐振腔的腔体长度。第二光学谐振腔是通过电动或压电元件实现微调第一光学谐振腔的腔体长度，进而增加了光纤滤波器调制系统的调整范围和精度。

本申请所提供的滤波器，通过设置包括第一光学谐振腔10、会聚透镜40、压电陶瓷50、第二光学谐振腔20和准直透镜30，并具体将会聚透镜40设置于第一光学谐振腔10的一侧，且与第光学谐振腔间隔设置；将压电陶瓷50设置于第一光学谐振腔10背离会聚透镜40的端面上，压电陶瓷50设置于端面的第一端；第二光学谐振腔20设置于第一光学谐振腔10背离会聚透镜40的一侧，第二光学谐振腔20的一端面与第一光学谐振腔10背离会聚透镜40的端面的第二端抵接；准直透镜30设置于第二光学谐振腔20背离第一光学谐振腔10的一侧，且与第二光学谐振腔20间隔设置。本申请所提供的技术方案通过设置压电陶瓷50可以实现更为方便控制第一光学谐振腔10灵活调整自身腔体长度，并利用一端与第一光学谐振腔10一端抵接的第二光学谐振腔20辅助测量，实现提高第一光学谐振腔10的腔体长度测量的精确度，进而利用更准确的第一光学谐振腔10的腔体长度，实现提高滤波器调制精度，也使得滤波器的波长调节更方便，利用较为简单的结构即可扩大滤波器的可以应用的环境。

进一步地，请继续参见图1，在另一实施例中，第二光学谐振腔20包括：平行且在第一方向上间隔设置的半反镜21和全反射镜22，全反射镜22与第一反射镜11背离第二反射镜12的端面抵接，全反射镜22与压电陶瓷50在第一反射镜11背离第二反射镜12的端面上间隔设置。

进一步地，半反镜受控调整自身相对全反射镜的位置。

更进一步地，半反镜21为20％至50％的半反半透镜。

在一实施例中，半反镜21为20％的半反半透镜。

在另一实施例中，半反镜21也可以为30％的半反半透镜。

在又一实施例中，半反镜21也可以为40％的半反半透镜。

可以理解的是，在其他实施例中，半反镜21反射率和透射率也可以为其他参数，具体可以根据实际的需求进行设置调整，在此不做过多限定。

本申请所提供的滤波器，通过设置包括第一反射镜11和第二反射镜12的第一光学谐振腔10，并设置压电陶瓷50在第一反射镜11背离第二反射镜12的端面的第一端，实现利用压电陶瓷50便捷改变第一反射镜11相对第二反射镜12的位置，并设置包括间隔设置的半反镜21和全反射镜22的第二光学谐振腔20，设置全反射镜22与第一反射镜11背离第二反射镜12的端面抵接，实现利用全反射镜22和半反镜21组成的第二光学谐振腔20，可以更精确地测量得到第一反射镜11移动的距离，进而准确测量获得第一光学谐振腔10的腔体长度，整个方案通过较为简单地结构即可实现提高滤波器中第一光学谐振腔10的长度测量的准确度，进而提高了滤波器的调制精度。

请同时参见图2和图3，图2为本申请一种光纤滤波器调制系统一实施例中的结构意图，图3为本申请一种光纤滤波器调制系统另一实施例中的结构意图。

在当前实施例中，本申请所提供的光纤滤波器调制系统包括光纤滤波器100、光路系统200和电路系统。

其中，光纤滤波器100为如上述图1及其所对应的任意一个实施例中所述的滤波器。

光路系统200与光纤滤波器100连接。具体地，光路系统200用于传输激光光束，并向光纤滤波器100输出激光光束。

电路系统，与光纤滤波器100连接，用测量光纤滤波器100中第一光学谐振腔10的腔体长度。具体地，在控制滤波器中的第一光学谐振腔10的长度发生改变后，本申请所提供的系统通过所包括的电路系统测量获得该腔体的长度，该电路系统至少包括第一处理电路320、第二处理电路370和调制电路340，具体可以参见下述实施例。

本申请所提供的包括光纤滤波器100、电路系统和光路系统200的光纤滤波器调制系统，具体通过设置可以提高第一谐振腔体长度测量准确度的滤波器，进而可以提高整个系统的调制精确度，起到了良好的技术效果。

进一步地，光路系统200包括分布式反馈式激光器240、光纤环行器和第一光纤。

其中，分布式反馈式激光器240的输出端与光纤环行器连接，光纤环行器的输出端与第一光纤的一端连接，第一光纤的另一端与光纤滤波器100连接，用以向光纤滤波器100中的第一光学谐振腔输出激光光束。具体地，分布式反馈式激光器240的一端与电路系统连接，用于受控于电路系统实现锯齿波调制。在当前实施例中，通过对分布式反馈式激光器输出的光信号进行调制，以实现对F-P腔中光信号的调控。

分布式反馈式激光器240的光束输出端与光纤环形器230的一端对接，用于向光纤环形器230输出激光束，光纤环形器230的另一端与第一光纤的一端连接，第二光纤的另一端与光纤滤波器100中的准直透镜30连接，用于将激光束输入至准直透镜30，进而输入至第二光学谐振腔20。光纤环形器230的第三端与采集电路连接，以使得采集电路可以采集获得激光束参数信息。进一步地，分布式反馈式激光器240又称是DFB激光器，光纤环形器230是一三端口光纤环形器230。

更进一步地，光路系统200还包括放大自发辐射光源210、光隔离器220和第二光纤。

其中，放大自发辐射光源210的输出端与光隔离器220的输入端连接，光隔离器220的输出端与第二光纤的一端连接，第二光纤的另一端与光纤滤波器100的连接，用以输出激光光束至光纤滤波器100。具体地，第二光纤设置于第一光学谐振腔10背离会聚透镜40的一侧，用于向第一光学谐振腔10发射激光束，第一光纤设置于准直透镜30背离第二光学谐振腔20的一侧，用于向准直透镜30发射激光束，第三光纤上设置于会聚透镜40背离第一光学谐振腔10的一侧，用于输出自会聚透镜40穿出的光束。其中，放大自发辐射光源210又称ASE光源。

进一步地，请继续同时参见图2和图3，在当前实施例中，电路系统包括第一处理电路320和信号转换电路330。其中，第一处理电路320与信号转换电路330连接，信号转换电路330的输出端连接光路系统200中的分布式反馈式激光器240，信号转换电路330用于在第一处理电路320控制下对分布式反馈式激光器240实现锯齿波调制。

进一步地，电路系统还包括调制电路340和显示电路，调制电路340的输入端连接信号转换电路330的输出端，调制电路340输出端连接显示电路，调制电路340和分布式反馈式激光器240共用一个锯齿波信号。

更进一步地，信号转换电路330包括滤波电路331和数字模拟转换电路332，数字模拟转换电路332连接第一处理电路320和滤波电路331，滤波电路331的输出端分别连接分布式反馈式激光器240和调制电路340，进而使得调制电路340和所述分布式反馈式激光器240共用一个锯齿波信号。在当前实施例中，调制电路340和所述分布式反馈式激光器240共用一个锯齿波信号，这种共用方案简化了系统结构，减少了复杂的部件和调试成本，提高了整体的稳定性。

更进一步地，调制电路340包括放大电路341和锯齿波驱动电路342。其中，放大电路341连接滤波电路331和锯齿波驱动电路342的一端，锯齿波驱动电路342的另一端连接光纤滤波器100中的压电陶瓷(PZT)，用于控制并调整压电陶瓷的电压，进而实现直接调整第一光学谐振腔的腔体长度，或通过调制第二光学谐振腔的腔体长度进而间接微调第一光学谐振腔的腔体长度。

进一步地，电路系统还包括模拟数字转换电路360，模拟数字转换电路360连接PZT实时位移显示电路351和第一处理电路320，用于将模拟信号转换成数字信号，并输出至PZT实时位移显示电路351。具体地，显示电路用于将调制测量过程相关参数输出，用以直观展示给用户。具体地，显示电路包括实时电压显示电路352、PZT目标位移显示电路353和PZT实时位移显示电路351。其中，实时电压显示电路352一端与锯齿波驱动电路342连接，实时电压显示电路352另一端与PZT目标位移显示电路353连接，PZT目标位移显示电路353的另一端与第二处理电路370连接，用于将PZT的目标位移输出至第二处理电路，PZT实时位移显示电路351的一端与模拟数字转换电路360连接，PZT实时位移显示电路351另一端与第二处理电路370连接，用于就昂PZT实时位移输出至第二处理电路370，进而使得第二处理电路370比较PZT实时位移和目标位移，并利用PID闭环控制算法控制调整PZT的电压，进而调整第一光学谐振腔中第一反射镜的位置，进而调整第一光学谐振腔的腔体长度，以使得腔体长度可以调整为目标腔体长度。其中，PZT是指的是压电陶瓷。

更进一步地，电路系统还包括第二处理电路370、采集电路310和温度监测电路(图未示)。其中，采集电路310采集端与光纤滤波器100连接，采集电路310的输出端与第二处理电路370连接，采集电路310用于采集光纤滤波器100在中的调频连续波信号并输出至第二处理电路370，第二处理电路370获取采集电路输出的调频连续波信号，并利用调频连续波过零点解调算法对调频连续波信号进行解调，进而获得光纤滤波器100中的第一光学谐振腔的实时腔体长度。其中，采集电路310通过采集FMCW信号并进行数字信号处理输出至第二处理电路370，实现对第一光学谐振腔(F-P腔)高精度解调。其中，采集电路310至少可以包括光电探测器。

进一步地，第二处理电路370还用于基于第一光学谐振腔的实时腔体长度，实时调整光纤滤波器中的第二光学谐振腔的腔体长度，以使得第一光学谐振的长度调制为目标腔体长度。具体地，本申请所提供的方案中，是采用PID或其他闭环控制算法实现对第一光学谐振腔的调制。需要说明的是，本申请所提供的方案中还可以根据具体要求选择不同的算法，以实现对F-P腔的高精度控制，在此对于算法类型不做唯一性限定。

温度监测电路与光路系统200中的激光器连接，用于检测激光器的温度。具体地，温度监测电路的采集端分别与分布式反馈式激光器240和放大自发辐射光源210连接，温度监测电路的输出端与第一处理电路320连接，用于将采集的所得的温度参数反馈至第一处理电路320。在一实施例中，可以是通过TEC闭环反馈方式监测分布式反馈式激光器240和放大自发辐射光源210的温度并进行调整，以确保其稳定输出。

更进一步地，调制电路340与光纤滤波器100共用一个锯齿波调制信号。具体地，第一处理电路320输出锯齿波输出指令至数字模拟转换电路332后，数字模拟转换电路332响应锯齿波输出指令输出对应的锯齿波信号至滤波电路331，并经过滤波电路331分别输出至DFB光源和调制电路340。

进一步地，第一处理电路320可以包括STM32芯片，具体可以根据实际的需求选择芯片的参数类型，在此不做唯一性限定。第二处理电路可以包括处理器，具体可以根据实际的需求选择处理器的参数类型，在此不做唯一性限定。

请参见图4，图4为本申请一种调制方法一实施例中的流程示意图，在当前实施例中，本申请所提供的方法包括步骤S410至步骤S420。

S410：采集获得调频连续波信号。

本申请所提供的调制方法是由上述图2至图3及其所对应的任意一个实施例所述的光纤滤波器调制系统执行。

具体地，在进行光纤滤波器调制测量时，首先采集获得调频连续波信号。其中，光纤滤波器调制系统是通过自身所包括的采集电路对光纤滤波器进行调频连续波信号。

S420：利用调频连续波过零点解调算法对调频连续波信号进行解调，进而获得光纤滤波器中的第一谐振腔的腔体长度。

在采集获得调频连续波信号之后，进一步利用利用调频连续波过零点解调算法对调频连续波信号进行解调，进而获得光纤滤波器中的第一谐振腔的腔体长度。其中，调频连续波信号又称FMCW信号，调频连续波过零点解调算法又称是FMCW过零点解调算法。

进一步地，本申请所提供的方法还包括：在获得光纤滤波器中的第一谐振腔的实时腔体长度之后，还包括：基于第一光学谐振腔的实时腔体长度，实时调制光纤滤波器中的第二光学谐振腔的腔体长度，以使得第一光学谐振的长度调制为目标腔体长度。具体地，本申请所提供的方案中，是采用PID或其他闭环控制算法实现对第一光学谐振腔的调制。需要说明的是，本申请所提供的方案中还可以根据具体要求选择不同的算法，以实现对F-P腔的高精度控制，在此对于算法类型不做唯一性限定。

本申请所提出的技术方案，通过基于FMCW干涉技术实现光纤F-P滤波器高精度调制，具体通过该技术实现实时跟踪光纤滤波器中第一反射镜(高反镜)位移变化，进而测量获得光纤滤波器的腔体长度，本申请所提供的方案的测量精度可达1nm，进而很好的控制了空气腔长度，从而实现光纤F-P滤波器高精度调制，提高了光纤F-P滤波器的精度和灵敏度，同时既可以满足实际应用，也可以降低制作成本。

参见图5，图5为本申请一种计算机可读存储介质一实施例结构示意图。该计算机可读存储介质500存储有能够被第一处理电路运行的计算机程序501，该计算机程序501用于实现如上图4及其对应的任意一个实施例中所描述的方法。具体地，上述计算机可读存储介质500可以是存储器、个人计算机、服务器、网络设备，或者U盘等其中的一种，具体在此不做任何限定。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (14)

1.一种光纤滤波器，其特征在于，包括：

第一光学谐振腔；

会聚透镜，设置于所述第一光学谐振腔的一侧，且与所述第一光学谐振腔间隔设置；

压电陶瓷，设置于所述第一光学谐振腔背离所述会聚透镜的端面上，所述压电陶瓷设置于所述端面的第一端；

第二光学谐振腔，设置于所述第一光学谐振腔背离所述会聚透镜的一侧，所述第二光学谐振腔的一端面与所述第一光学谐振腔背离所述会聚透镜的端面的第二端抵接；

准直透镜，设置于所述第二光学谐振腔背离所述第一光学谐振腔的一侧，且与所述第二光学谐振腔间隔设置；

其中，所述压电陶瓷和所述第二光学谐振腔控制所述第一光学谐振腔调整自身腔体长度。

2.根据权利要求1所述的光纤滤波器，其特征在于，所述第一光学谐振腔包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和第二反射镜平行且在第一方向上间隔设置，所述第一反射镜受控于所述压电陶瓷和所述第二光学谐振腔调整其相对于所述第二反射镜的位置。

3.根据权利要求2所述的光纤滤波器，其特征在于，所述第二光学谐振腔包括：平行且在第一方向上间隔设置的半反镜和全反射镜，所述全反射镜与所述第一反射镜背离所述第二反射镜的端面抵接，所述全反射镜与所述压电陶瓷在所述第一反射镜背离所述第二反射镜的端面上间隔设置。

4.根据权利要求3所述的光纤滤波器，其特征在于，所述半反镜受控调整自身相对所述全反射镜的位置。

5.根据权利要求3所述的光纤滤波器，其特征在于，所述半反镜为20％至50％的半反半透镜。

6.一种光纤滤波器调制系统，其特征在于，包括：光纤滤波器、光路系统和电路系统；

所述光纤滤波器为如权利要求1至5任意一项所述的滤波器；

所述光路系统与所述光纤滤波器连接，用于向所述光纤滤波器输出激光光束；

所述电路系统，与所述光纤滤波器连接，用测量所述光纤滤波器中的第一谐振腔的腔体长度。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述光路系统包括光路系统包括分布式反馈式激光器、光纤环行器和第一光纤；

其中，所述分布式反馈式激光器的输出端与所述光纤环行器连接，所述光纤环行器的输出端与所述第一光纤的一端连接，所述光纤的另一端与所述光纤滤波器连接，用以向所述光纤滤波器输出激光光束。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述光路系统还包括放大自发辐射光源、光隔离器和第二光纤；

其中，所述放大自发辐射光源的输出端与所述光隔离器的输入端连接，所述光隔离器的输出端与所述第二光纤的一端连接，所述第二光纤的另一端与所述光纤滤波器的连接，用以输出激光光束至所述光纤滤波器。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述电路系统包括第一处理电路和信号转换电路；其中，所述第一处理电路与所述信号转换电路连接，所述信号转换电路的输出端与分布式反馈式激光器连接，所述信号转换电路用于在所述第一处理电路控制下对所述分布式反馈式激光器实现锯齿波调制。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述电路系统还包括调制电路和显示电路，所述调制电路的输入端连接所述信号转换电路的输出端，所述调制电路输出端连接所述显示电路，所述调制电路和所述分布式反馈式激光器共用一个锯齿波信号。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述电路系统还包括第二处理电路、采集电路和温度监测电路，所述采集电路采集端与所述光纤滤波器连接，所述采集电路的输出端与所述第二处理电路连接，用于采集调频连续波信号并输出至所述第二处理电路，所述第二处理电路基于所述调频连续波信号获得所述第一光学谐振腔的腔体长度；

所述温度监测电路与所述光路系统中的激光器和第二处理电路连接，用于检测所述激光器的温度，并输出至所述第二处理电路。

12.一种调制方法，其特征在于，所述方法包括：

采集获得调频连续波信号；

利用调频连续波过零点解调算法对所述调频连续波信号进行解调，进而获得光纤滤波器中的第一光学谐振腔的实时腔体长度。

13.根据权利要求12所述的调制方法，其特征在于，所述获得光纤滤波器中的第一谐振腔的实时腔体长度之后，所述方法还包括：

基于所述第一光学谐振腔的实时腔体长度，实时调制光纤滤波器中的第二光学谐振腔的腔体长度，以使得所述第一光学谐振的长度调制为目标腔体长度。

14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质包括能够被第一处理电路运行的计算机程序，用以执行如权利要求12所述的方法。