[发明专利]一种超宽调谐范围的单带通微波光子滤波器

说明书

技术领域

本发明属于微波光子学技术领域，具体涉及一种基于高非线性光纤受激布里渊散射效应和多泵浦信号的超宽调谐范围的单带通可调谐微波光子滤波器。

背景技术

微波光子滤波器是利用光学器件处理微波信号并达到滤波功能的光学子系统，与传统的电滤波器相比，具有低损耗、宽带宽、抗电磁干扰、可调谐、可重构并且能处理高速信号等优点。在未来的光纤无线传输(RoF)系统中，微波光子滤波器可以用来进行信道抑制或信道选择。

目前研究比较广泛的微波光子滤波器是周期频谱输出的滤波器，由于周期性的输出使得滤波器的调谐范围受到限制，一种单通输出的滤波器的研究具有更为广泛的意义。已报道的单带通滤波器的调谐范围是受激布里渊频移量的两倍，约为22GHz。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于受激布里渊散射效应和多泵浦信号的超宽调谐范围的单带通可调谐微波光子滤波器。

本发明所述的宽调谐范围的单带通微波光子滤波器的结构如图1所示，由激光器、相位调制器、隔离器、N个泵浦源（泵浦信号1、泵浦信号2、……、泵浦信号N）、耦合器、高非线性光纤、环行器、探测器和网络分析仪组成；利用高非线性光纤的受激布里渊散射效应和相位调制器输出信号的相位相反强度相等的特点，通过高非线性光纤的受激布里渊散射效应对相位调制器输出的一阶上边带进行增强或减弱，打破相位调制器输出信号一阶上下边带的强度平衡，从而实现需要频率的信号被滤波输出。

激光器输出频率为f_c的光信号作为光载波；由网络分析仪输出的包含频率f_m及f_n+2Nf_B信号在内的具有一定频带宽度的待滤波的小幅微波信号通过相位调制器加载到光载波上，经相位调制器后输出的相位相反、强度相等的一系列一阶上边带和下边带信号经隔离器进入到高非线性光纤中；f_B为高非线性光纤受激布里渊频移量，频率为f_m的微波信号经相位调制器后输出的一阶上边带信号的频率为f_c+f_m，下边带信号的频率为f_c-f_m；频率为f_m+2Nf_B的微波信号经相位调制器后输出的一阶上边带信号的频率为f_c+f_m+2Nf_B，下边带信号的频率为f_c-f_m+2Nf_B。

第一泵浦源光信号的频率为f_p1，第N泵浦源光信号的频率为f_p1+2(N-1）f_B，N个泵浦源的光信号经耦合器后再经环行器输入到高非线性光纤，作为高非线性光纤受激布里渊散射的泵浦光。

当f_c+f_m-f_p1＝±f_B时，f_m信号经相位调制器后输出的一阶上边带信号f_c+f_m和下边带信号f_c-f_m的强度不再相等，就可以探测得到频率为f_m的微波信号；当一阶上边带信号f_c+f_m被增强时，f_m+2Nf_B信号经相位调制器后输出的一阶上边带信号f_c+f_m+2Nf_B则被减弱，就可以探测到频率为f_m+2Nf_B的微波信号，从而实现了微波光子滤波器从频率f_m到频率f_m+2Nf_B的超宽调谐，调谐范围为2Nf_B。