[发明专利]窄带宽的可调谐光滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及光通信，光传感，光电子，以及其他一切应用到光波长锁定，光波长路由，光谱测量的领域，特别是指一种窄带宽的可调谐光滤波器。

背景技术

在光通信，光传感，光谱测量领域中，光滤波器作为其中的关键器件被广泛使用。可调谐光滤波器对一定范围内的特定波长具有实时选择通过的作用，是光通信和光传感中不可或缺的重要元件。

可调谐光滤波器种类繁多，其中光纤FP滤波器由于结构简单、可调谐范围大、滤波带宽窄，被广泛应用于光通信和光传感领域。光纤FP滤波器内部通常安装有压电晶体，通过调节压电晶体两端的电压，可以实现对光纤FP滤波器中心波长的调谐。然而，光纤FP滤波器即使工作在恒定电压下，仍然会由于应力、环境温度等原因滤波器腔长发生飘移，从而导致滤波器中心波长的不稳定。常用的光纤FP滤波器控制方法是将滤波后的信号光分出一路，利用这路信号反馈控制光纤FP滤波器，使滤波器的中心波长始终锁定在信号光功率最强的波长位置上。这种方法对于频率范围较小的信号光能起到较好的滤波作用，然而当信号光的频率范围大于滤波器的带宽，此方法无法实现滤波器中心波长稳定的调谐从而无法正常的滤波。

本发明将参考光通道和信号通道光相互分离，通过反馈技术，将滤波器中心波长锁定在参考光的波长上，不仅解决了光纤FP滤波器中心波长飘移的问题，而且可以实现滤波器中心波长稳定的调谐，得到了一种带宽窄、调谐范围大、滤波中心波长稳定的可调谐光滤波器。

发明内容

要解决的技术问题

本发明窄带宽的可调谐光滤波器，设计紧密结构，利用光纤耦合器将参考光通道和信号光通道相互分离，最终将滤波器中心波长锁定至参考光波长，同时实现对信号光的滤波。

技术方案一种窄带宽的可调谐光滤波器，包括：

一光纤FP腔可调谐光滤波器，其第一光端口通过光纤与第一光纤耦合器的第一光端口连接，该第一光纤耦合器的另两个端口分别为参考光输入端和信号光输出端，参考光输入端与光纤连接，信号光输出端与光纤连接；

一第二光纤耦合器，其第一光端口为信号光输入端，与光纤连接；其第二光端口通过光纤与光探测器的输入端连接，该光探测器将参考光转化为电信号，并通过第一电通道将电信号传送至控制电路；该第二光纤耦合器的第三光端口通过光纤与光纤FP腔可调谐光滤波器的第二光端口连接；

一控制电路，该控制电路输出一个控制信号，通过第二电通道将控制信号加载在光纤FP腔可调谐光滤波器的一电极上。

其中光纤FP腔可调谐光滤波器的滤波带宽为1GHz。

其中通过调节光纤FP腔可调谐光滤波器的电极两端的电压，可以实现对其内部FP腔长度的调谐，从而实现对其滤波中心波长位置的调谐。

其中光纤FP腔可调谐光滤波器包含的第一、第二光端口中的一个光端口作为光的输入端而另一个光端口作为光的输出端使用，或将两个光端口同时作为光的输入端和输出端使用。

其中第二光纤耦合器为97％-3％耦合器，其第二光端口和第三光端口之间的传输功率比例为3％，其第一光端口与第三光端口之间的传输功率比例为97％。

其中第一光纤耦合器为50％-50％耦合器，其第一光端口与参考光输入端及信号光输出端之间的传输功率比例都为50％。

其中参考光和信号光同时经过光纤FP腔可调谐光滤波器、第二光纤耦合器和第一光纤耦合器，且参考光和信号光传播方向相反。

其中控制电路输出电信号至光纤FP腔可调谐光滤波器的电极，通过反馈控制，使光纤FP腔可调谐光滤波器的中心波长始终锁定在参考光的波长上。

其中利用第二光纤耦合器和第一光纤耦合器，使参考光和信号光在同一光路中反向传播后相互分离，当光纤FP腔可调谐光滤波器的中心波长锁定至参考光波长后，信号光可以被稳定的滤波且不受参考光影响。

本发明的有益效果是：通过反馈控制，光纤FP腔可调谐光滤波器的中心波长被锁定在参考光波长上，通过改变参考光的波长来实现对光纤FP腔可调谐光滤波器中心波长的调谐。通过光纤耦合器d和e，将信号光通道和参考光通道相互分离，使信号光和参考光互不影响，最终实现对信号光的稳定滤波。本发明不仅解决了光纤FP腔可调谐光滤波器中心波长在温度及应力等因素的影响下的飘移题，而且可以实现滤波器中心波长大范围的稳定的调谐，得到了一种带宽窄、调谐范围大、滤波中心波长稳定的可调谐光滤波器。

附图说明

为进一步说明本发明的技术内容，以下结合附图对本发明作进一步说明，其中：

图1是本发明窄带宽的可调谐光滤波器的功能结构原理示意图。