[发明专利]一种超高品质因数的单带通可调谐微波光子滤波器

摘要

一种超高品质因数的单带通可调谐微波光子滤波器，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以及增益谱与损耗谱叠加技术实现的超高品质因数的单带通可调谐微波光子滤波器。由激光器、第一光耦合器、相位调制器、光隔离器、矢量网络分析仪、高非线性光纤、第一双平行强度调制器、第一强度调制器、第二光耦合器、第一光滤波器、第二光滤波器、第二双平行强度调制器、第二强度调制器、第三强度调制器、第一掺铒光纤放大器、第二掺铒光纤放大器、第三光耦合器、光环形器和光电探测器组成。本发明减小了滤波器的3dB带宽，并且增加了滤波器的频率调谐范围，从而增加了滤波器的Q值。

主权项

一种超高品质因数的单带通可调谐微波光子滤波器，其特征在于：由激光器、第一光耦合器、相位调制器、光隔离器、矢量网络分析仪、高非线性光纤、第一双平行强度调制器、第一强度调制器、第二光耦合器、第一光滤波器、第二光滤波器、第二双平行强度调制器、第二强度调制器、第三强度调制器、第一掺铒光纤放大器、第二掺铒光纤放大器、第三光耦合器、光环形器和光电探测器组成；激光器输出频率为fc的单频信号经第一光耦合器一分为二，其中上支路的光信号作为光载波被送到相位调制器中，由矢量网络分析仪扫频输出的包括频率为fm的一系列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光隔离器进入到高非线性光纤中；第一光耦合器输出的下支路的光信号首先经过第一双平行强度调制器被频率为f0的微波信号调制，调整第一双平行强度调制器的直流偏置电压，使其工作在载波抑制的单边带状态，使其仅输出一阶上边带fc+f0信号，此上边带信号继续经第一强度调制器调制被频率为fB的信号调制，fB同时也为高非线性光纤的受激布里渊频移量，调整第一强度调制器的直流偏置电压，使其工作在载波抑制的双边带输出状态，其输出一阶上、下边带分别为fc+f0+fB和fc+f0‑fB的信号，这个一阶上、下边带信号然后通过第二光耦合器分成两路，其中一支路的信号经过第一光滤波器将上边带信号滤掉，剩下频率为fc+f0‑fB的下边带信号，频率为fc+f0‑fB的信号送入到第二双平行强度调制器中被频率为2fB的信号进一步调制，调整第二双平行强度调制器的直流偏压，使其工作在载波抑制的单边带调制状态，从而输出频率为fc+f0‑3fB的信号，然后这个信号被送入到第二强度调制器中被频率为2fB的信号进一步调制，得到频率为fc+f0‑fB、fc+f0‑3fB和fc+f0‑5fB三个信号，然后这个信号被送入到第三强度调制器中被频率为fL信号进一步调制，fL是根据想要实现的滤波器的带宽而设定的频率值，第三强度调制器的工作状态设置为载波抑制的双边带调制，则得到频率为fc+f0‑fB+fL和fc+f0‑fB‑fL、fc+f0‑3fB+fL和fc+f0‑3fB‑fL以及fc+f0‑5fB+fL和fc+f0‑5fB‑fL的六个信号，这六个信号进一步被送入到第一掺铒光纤放大器；第二光耦合器输出的二支路信号被第二光滤波器进行滤波，剩下频率为fc+f0+fB的信号，被送入到第二掺铒光纤放大器中；通过第一掺铒光纤放大器和第二掺铒光纤放大器调整泵浦光的光功率，以补偿增益谱和损耗谱叠加时造成的增益峰值的降低；第一掺铒光纤放大器和第二掺铒光纤放大器输出的频率成分为fc+f0+fB、fc+f0‑fB+fL和fc+f0‑fB‑fL、fc+f0‑3fB+fL和fc+f0‑3fB‑fL以及fc+f0‑5fB+fL和fc+f0‑5fB‑fL的信号，经第三光耦合器输出后通过光环形器的2端口输入，从光环形器的1端口输出进入到高非 线性光线中，作为高非线性光纤产生受激布里渊散射效应的泵浦信号；光隔离器输出的经相位调制的信号和这些泵浦信号在高非线性光纤中相互作用，发生受激布里渊散射后，通过环形器的1端口输入，从环形器的3端口输出，然后通过光电探测器进行光电转换后送入矢量网络分析仪，从而探测得到频率为fm的微波信号。