[发明专利]一种基于波长间隔可调谐激光器的系数可变微波光子滤波器

说明书

技术领域

本发明属于微波光子滤波器技术领域，特别是一种基于波长间隔可调谐激光器的系数可变微波光子滤波器，该滤波器具有可调谐特性和可重构特性。

背景技术

微波光子滤波器不仅能实现数字电子微波滤波器使有用的微波信号顺利通过且抑制无用的噪声信号的功能，而且能够实现在光域内直接对射频信号的处理。微波光子滤波器在射频系统中具有高带宽、低损耗、抗电磁干扰、重量轻和支持高采样频率等特点，因此被广泛应用于各个领域。目前各国的研究工作主要集中在设计新型微波光子滤波器结构以实现负和复抽头系数、Q值更高的频率响应、可调谐特性、可重构特性和更大的动态范围等。但设计出同时实现可调谐特性、可重构特性、高Q因子等多种特性的微波光子滤波器是比较困难的，许多关键技术问题尚待解决。

多波长激光器用做微波光子滤波器的光源，结构简单，降低了滤波器的复杂程度。激光器波长间隔可调，使得微波光子滤波器的自由频谱范围得以改变，实现其可调谐特性。对调制后的载波信号进行处理，改变载波的抽头系数，可以实现滤波器的可重构特性。因此可以同时实现微波光子滤波器的可调谐特性和可重构特性。

发明内容

本发明的目的是解决现有微波光子滤波器不能同时实现可调谐特性和可重构特性的问题。光源采用波长间隔可调谐的多波长激光器，通过改变填充有甘油的光子晶体光纤周围的温度，多波长激光器产生了不同间隔的多波长激光，使微波光子滤波器具有不同的自由频谱范围，实现可调谐特性。MZ干涉仪对调制后的载波信号进行处理，通过调节其臂长差，使载波信号获得不同的抽头系数，得到抽头系数可变的微波光子滤波器，实现其可重构特性。

本发明的技术方案：

一种基于波长间隔可调谐激光器的系数可变微波光子滤波器，包括波长间隔可调谐的多波长激光器、相位调制器、马赫增德尔干涉仪、单模光纤B、光电探测器、矢量网络分析仪；

其中，多波长激光器输出的多波长光源通过相位调制器与矢量网络分析仪输出的射频信号发生调制，接着经过马赫增德尔干涉仪进行光处理，单模光纤B传输后，到达光电探测器进行光电转换，光电探测器输出的电信号进入矢量网络分析仪进行分析。

多波长激光器包括泵浦光源，并通过一个波分复用器泵浦一段掺铒光纤；包括用于保证光的单向传输的光隔离器；包括用于调节光的偏振态偏的振控制器A；包括用于稳频的单模光纤A；包括用于输出产生的激光的耦合器A；还包括作为梳状滤波器来产生多波长激光的Sagnac环。其中，泵浦光源为980nm泵浦光源，波分复用器为980nm/1550nm的波分复用器。Sagnac环由两个输出端功率比为50:50的耦合器B、偏振控制器B、光子晶体光纤构成。

对Sagnac环中的光子晶体光纤进行了液体填充，该液体为甘油，填充时，选择光子晶体光纤中一个较大的空气孔进行液体填充，其余空气孔不进行填充，并通过光子晶体光纤周围的温度变化，最终产生波长间隔可调谐的多波长激光。光子晶体光纤周围的温度变化范围为25℃～120℃。

耦合器A两个输出端的功率比为10:90，多波长激光器(12)产生的激光由耦合器A输出功率占10％的端口输出。

马赫增德尔干涉仪由输出端功率比为50:50耦合器C、光可变延迟线、输入端功率比为50:50耦合器D构成。

发明中，掺铒光纤的长度为7m，掺杂浓度为400ppm；光子晶体光纤的长度为10m；单模光纤A的长度为15km；单模光纤B的长度为8km。

本发明的优点和优益效果：

该微波光子滤波器采用多波长激光器作为光源，结构简单，易操作。通过向激光器中光子晶体光纤空气孔中填充甘油，改变光子晶体光纤周围温度，激光器会产生不同波长间隔的多波长，使滤波器获得不同的自由频谱范围，实现可调谐特性。通过调节MZ干涉仪的臂长差，使调制后的载波信号获得不同的抽头系数，实现滤波器的可重构特性。因此，通过调节光子晶体光纤周围的温度以及MZ干涉仪的臂长差就可同时实现微波光子滤波器的可调谐和可重构特性。操作灵活，结构简单，成本较低，具有较高的应用价值。

附图说明

图1为该微波光子滤波器结构图