[发明专利]一种不等带宽平顶全光纤梳状滤波器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于光通信的密集型光波复用技术领域，尤其是涉及一种不等带宽平顶全光纤梳状滤波器及其制备方法。

背景技术

目前，密集波分复用技术成为提高不断增涨通信容量的主要手段，光学梳状滤波器是密集波分复用技术中的关键器件，不但很好的解决了通信传输容量，而且还减轻了密集波分复用相关器件的负担，在密集波分复用网络系统中起到至关重要的作用。随着信道数目的增多使得信道间隔变得越来越窄，进而系统对滤波器件的光谱分辨要求就越来越高。在现有非全光纤器件技术中，要实现滤波器输出谱通带均实现顶部平坦和高的隔离度,不仅复杂度高，在实际运用中也提高了成本和制作难度；而全光纤器件技术中，虽然已经实现了器件通带不等带宽输出，但是其中的信道呈现正弦型，造成滤波器的滤波效果劣化，影响信号的正常通信，同时信道隔离度不高，难以避免信号间的串扰问题，同时，制作器件过程中光纤耦合器的耦合系数仅靠经验控制，这些问题还没有得到很好的解决。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的缺陷而提供一种不等带宽平顶全光纤梳状滤波器，有效解决了现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：包括三级非对称马赫曾德尔干涉仪，所述的三级非对称马赫曾德尔干涉仪之间设置有光纤干涉臂的单模光纤，每两个光纤耦合器之间的光纤干涉臂存在一定的光纤差程，每级光纤差程设置不同，每个光纤耦合器耦合系数的设置不同，单模光纤第一耦合器的第一输出端口和第二输出端口分别和第二耦合器的第一输入端口和第二输入端口对应连接，第二耦合器的第一输出端口和第二输出端口分别和第三耦合器的第一输入端口和第二输入端口对应连接，第三耦合器的第一输出端口和第二输出端口分别和第四耦合器的第一输入端口和第二输入端口对应连接。

所述的第一级非对称马赫曾德尔干涉仪由两个直线型3×3单模光纤第一耦合器和第二耦合器构成，第二级非对称马赫曾德尔干涉仪由单模光纤第二耦合器和一个2×2型单模光纤第三耦合器构成，第三级非对称马赫曾德尔干涉仪由单模光纤第三耦合器和一个3×3型单模光纤第四耦合器构成，第一级非对称马赫曾德尔干涉仪的光纤干涉臂长差设置为Δl₁，第二级非对称马赫曾德尔干涉仪的光纤干涉臂长差设置为Δl₂，第三级非对称马赫曾德尔干涉仪的光纤干涉臂长差设置为Δl₃。

所述的三级非对称马赫曾德尔干涉仪的光纤耦合器在连接时，均留出一个光纤端口作为空闲端，在制作过程中，采用对同一根光纤连续进行熔融拉锥的方式，利用空闲端对耦合器的耦合系数进行精确监控.

一种不等带宽平顶全光纤梳状滤波器的制备方法，其特点是包括如下步骤：

(1)、开启光源和光功率计预热30-60分钟，对输入可调谐光源功率进行校准，将光源通过光纤盘连接至光功率探测器；

(2)、根据所要制作的各个耦合器的耦合系数，按照下式进行转换计算成分光比对应的值；

对于直线型3×3单模光纤耦合器分光比p的转换公式：

p＝0.25(1+cosk)²:0.5sin²k:0.25(1-cosk)²

对于2×2单模光纤耦合器分光比p^’的转换公式：

p'＝cos²k:sin²k

两个公式中的k表示相应耦合器的耦合系数；

(3)、首先制作光纤第三耦合器，选用康宁SMF28单模光纤，将完全相同的两根光纤在耦合段剥去涂覆层20-30mm，用沾有酒精的无尘纸擦拭干净，连续擦洗三次,每一张擦拭约三十下，并采用平行方式放置在拉锥机的操作台光纤夹具正中间，置于高温场中上火拉伸；采用的是氢氧焰直接加热的方式拉锥，通过电脑程序控制拉锥速度120μm/s～150μm/s，烧焰宽度6mm，温度范围为1165℃～1170℃，观察拉锥机仪器上显示的分光比，在到达预定分光比之后就停止拉伸，只单独进行加热来继续熔融两根光纤并达到最终的分光比，火焰头退出，即此时停火；立即安装石英管以保护耦合段，并用353ND封装胶进行固定和固化；

(4)、制作光纤第三耦合器和光纤第四耦合器间的光纤干涉臂长差Δl₃；把光纤第三耦合器和光纤第四耦合器间的一根光纤臂的中间一部分缠绕在压电陶瓷(PZT)筒上，用PZT来进行控制光纤的长度变化，从而改变光纤干涉臂长差Δl₃的值；