CN203705742U - 一种基于马赫-曾德尔电光调制器的频率可调滤波器 - Google Patents
一种基于马赫-曾德尔电光调制器的频率可调滤波器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于马赫-曾德尔电光调制器的频率可调滤波器，它包括环腔、第一主波导、第二主波导、第一耦合器及第二耦合器，环腔通过第一耦合器与第一主波导相联，第一主波导的Input端是滤波器的信号上路端，第一主波导的Through端是所述选频滤波器的第一信号输出直通端；环腔通过第二耦合器与第二主波导相联，第二主波导的Drop端是滤波器的第二信号输出下路端；环腔两侧各有一个Mach-Zehnder电光调制器，Mach-Zehnder电光调制器都接到电源的阳极，两个Mach-Zehnder电光调制器阴极共地。本实用新型具有体积小、易于系统集成、灵敏度高，调谐速度快等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于光信息技术领域，具体涉及一种基于马赫-曾德尔（Mach-Zehnder）电光调制器的频率可调滤波器。
背景技术
随着通信技术地高速发展，可集成光器件在光通信技术领域中具有越来越重要的作用。而随着密集波分复用（DWDM）光通信技术的迅速发展，各种波分复用器光放大器如光栅、多层介质滤波器、微型谐振腔光学频率梳都已经被研制出来并投入使用。而近年来，由于传统的滤波器波长是固定的，并且不便于集成，频率可调的Mach-Zehnder电光调制器的滤波器不能比拟的优势，而成为了当今微型滤波器的热点。基于Mach-Zehnder电光调制器频率可调的滤波器不仅在理论上可以对任意波长信号进行滤波，而且还具有低噪声等优点。
发明内容
本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种基于Mach-Zehnder电光调制器的频率可调滤波器。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案：
本实用新型包括环腔、第一主波导、第二主波导、第一耦合器及第二耦合器，环腔通过第一耦合器与第一主波导相联，其中，第一主波导的Input端是频率可调滤波器的信号输入端，第一主波导的Through端是频率可调滤波器的第一信号输出端；环腔通过第二耦合器与第二主波导相联，其中，第二主波导的Drop端是频率可调滤波器的第二信号输出端；环腔一侧于第一耦合器和第二耦合器之间联接第一Mach-Zehnder电光调制器，另一侧于第一耦合器和第二耦合器之间联接第二Mach-Zehnder电光调制器，第一Mach-Zehnder电光调制器、第二Mach-Zehnder电光调制器都接到电源的阳极，两个Mach-Zehnder电光调制器共有阴极并接地。
本实用新型的特点是在环腔中增加了两个Mach-Zehnder电光调制器。Mach-Zehnder电光调制器是由Mach-Zehnder电光电光晶体构成，其工作原理是基于电光效应：在外加直流电场或低频电场的作用下，介质的折射率发生与外加电场呈线性关系的变化，使通过波导的光的相位也随之变化。
本实用新型利用Mach-Zehnder调制器来实现基于环腔的选频滤波功能。当接通电源时，由于Mach-Zehnder电光调制器的作用，环腔的有效折射率发生变化，引起微环中传输的光的相位变化，最终将会导致环腔的谐振波长的变化。环腔波长选择具有很高的灵敏度：即谐振腔有效折射率的微小变化就能引起输出波长的变化。适当调节电压大小，可以实现任意谐振波长的输出。
本实用新型选频滤波器具有体积小、易于系统集成、灵敏度高，调谐速度快等优点，特别适于光通信系统技术中的应用。
附图说明
图1频率可调的Mach-Zehnder电光调制器的滤波器结构示意图。
图2 为谐振波长1560nm附近电压随谐振波长的变化关系图。
图3为电压为0.1V时，两输出端口输出波长与透射系数关系图。T d表示下路端透射率，T t表示直通端透射率。
图4为电压为0.3V时，两输出端口输出波长与透射系数关系图。T d表示下路端透射率，T t表示直通端透射率。
具体实施方式
基于环腔具有光学选频滤波功能，并且已经被应用于设计各种滤波器，包括全通滤波器，上/下路滤波器，带通滤波器和陷波滤波器等等。比较其它滤波器，将环腔侧耦合到信号波导上可以提供具有紧凑窄带和较大自由频谱范围的光通道衰减滤波器。并且通过级联多个相互耦合的微环可以提高滤波器性能，实现具有改良的通频带特点的高阶滤波器。另外基于环腔的全通滤波器有很大的竞争优势，它集环腔的各种优点于一身，并可以利用它来处理信号，在不引入任何幅度失真的前提下改变信号的相位特性；而且环腔的体积小，可以大规模集成光路。本实用新型提供了基于电光晶体调制器的环腔并且频率可调滤波器。
如图1所示，本实施例采取以下技术方案：基于电光晶体调制器的环腔频率可调滤波器，包括第一电源1、第二电源5、第一主波导BW1 9、第二主波导BW2 2、第一耦合器C1 8、第二耦合器C2 3、第一Mach-Zehnder电光调制器11、第二Mach-Zehnder电光调制器6和环腔10；环腔10通过第一耦合器C1 8和第一主波导BW1 9相联，其中，Input端是该选频滤波器的信号输入端，Through端是该选频滤波器的其中一个信号输出端——直通端。环腔10还通过第二耦合器C2 3 和第二主波导BW2 2相联，其中，Drop端是该选频滤波器的另一个信号输出端——下路端。在环腔9的一侧(两个耦合器C1和C2之间)联接第一Mach-Zehnder电光调制器11，另一侧(两个耦合器C1和C2之间)联接第二Mach-Zehnder电光调制器6，第一Mach-Zehnder电光调制器11、第二Mach-Zehnder电光调制器6都接到电源的阳极，两个Mach-Zehnder电光调制器共有阴极并接地7。
光波从第一主波导BW1的Input端输入，部分光经耦合器C1耦合进入环，满足谐振条件（ ）的光再经过耦合器C2耦合，再由第二主波导BW2的左端——下路端输出，而非谐振波长的光则由第一主波导BW1的右端——直通端输出，从而实现了该环腔结构的选频滤波功能。调节电源电压，在Mach-Zehnder电光调制器的作用下，选频滤波器的输出谐振波长会发生相应的偏移。
本实施例中选频滤波器的2个耦合器的交叉耦合系数均为0.3。选频滤波器的输入是连续波信号。
如图2所示，为谐振波长与输入电压关系。如图3所示，U=0.1V时，系统直通端和下路端的透射率。如图4所示，U=0.3V时，系统直通端和下路端的透射率。由图2以及对比图3和图4，可以发现当输入电压变化时，系统的输出谐振波长发生偏移。说明可以通过调节输入电压的大小来控制输出波长。
本实用新型选频滤波器的选频滤波过程：
1、对所需的光信号波长或频率，选择合适带宽的信号源。
2、调整电源电压大小，得到所需的谐振波长。
以上对本实用新型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，依据本实用新型提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (1)
1. 一种基于马赫-曾德尔电光调制器的频率可调滤波器，包括环腔(10)、第一主波导(9)、第二主波导(2)、第一耦合器(8)及第二耦合器(3)，环腔(10)通过第一耦合器(8)与第一主波导(9)相联，其中，第一主波导(9)的Input端是频率可调滤波器的信号输入端，第一主波导(9)的Through端是频率可调滤波器的第一信号输出端；环腔(10)通过第二耦合器(3)与第二主波导(2)相联，其中，第二主波导(2)的Drop端是频率可调滤波器的第二信号输出端；其特征在于：环腔(10)一侧于第一耦合器(8)和第二耦合器(3)之间联接第一Mach-Zehnder电光调制器(11)，另一侧于第一耦合器(8)和第二耦合器(3)之间联接第二Mach-Zehnder电光调制器(6)，第一Mach-Zehnder电光调制器(11)、第二Mach-Zehnder电光调制器(6)都接到电源的阳极，两个Mach-Zehnder电光调制器共有阴极并接地（7）。
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|---|---|---|---|---|
| CN103698906A (zh) * | 2013-12-19 | 2014-04-02 | 杭州电子科技大学 | 基于马赫-曾德尔电光调制器的频率可调滤波器 |
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