基于取样FBG的可调谐多通道微波光子滤波器
发布时间：2021-01-03 09:45
微波光子滤波器（MPF）的参数不可调,限制了其在全光网络中的应用。运用光模式耦合理论和矩阵行列式分析取样光纤布喇格光栅（FBG）的频谱特性,利用取样FBG的周期性排列结构,研究得到一种多通道MPF的多参数可调谐设计,并建立了基于四阶取样FBG阵列的多通道MPF的仿真模型。仿真结果表明:提高光栅的折射率变化率可增大MPF通道带宽;增加相邻FBG的光程差可增大MPF通道间隔;控制FBG温度以调谐MPF中心波长,使MPF在低通、高通、带通及带阻滤波器之间可灵活切换。
【文章来源】：光通信技术. 2020年10期 北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
FBG阵列的行列式矩阵分析
对于普通石英光纤，ξ+α是一个恒定值，大小为6.67×10-6/℃，由此可得在光纤通信窗口C波段，即FBG反射光谱中心波长1550 nm处的η约为10.3 pm/℃。当环境温度从一般室温22℃升高到32℃时，反射光谱中心波长将向长波方向漂移约0.1 nm，反之，降低室温则可使反射谱向短波长方向漂移，如图2所示。因此，通过对FBG外加温控设备精确控制其温度，可以实现基于FBG阵列的微波光子滤波器的中心波长的灵活调谐。对于16×2.5 Gb/s波分复用（WDM）系统，其通道间隔为0.8 nm,FBG的布喇格反射波长调谐范围大于0.4 nm时可满足各通道高、低通滤波器之间的自由切换。由于温度每变化10℃波长漂移约0.1 nm，则温度调谐范围大于40℃，可满足系统需求。
MPF属于横向滤波器，也称为有限脉冲响应滤波器，如图3下部分所示，对于输入信号x(t），可以通过对各延迟单元D、乘法器系数Z的设计，自由地实现具有各种期望特性的滤波。FBG能够实现对布喇格波长光波的反射，将若干个FBG单元按照一定设计排列，各FBG对布喇格光波的反射率为乘法器系数Z，相邻FBG的间隔为延迟单元D，这样即可实现基于取样FBG的横向滤波器的设计，如图3中上、下两部分的对照所示。本文以低通滤波器为例说明设计流程。理想低通滤波器的频域特性是一个矩形函数如式（12）所示。其中，u是阶跃函数，ω是滤波器角频率，ωo是中心角频率。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双光源的可调谐微波光子滤波器[J]. 周霏,徐恩明,张祖兴,李培丽. 光电子·激光. 2018(10)
[2]基于啁啾光纤布拉格光栅的可调谐双通带微波光子滤波器[J]. 赵彪,杜鹏飞,沃江海,丛雯珊,张钧凯,余岚. 激光与光电子学进展. 2019(03)
[3]基于高双折射光子晶体光纤与光栅对的微波光子滤波器[J]. 曹晔,杨菁芃,童峥嵘,许东. 南开大学学报(自然科学版). 2018(01)
[4]Application of high-precision temperature-controlled FBG filter and light source self-calibration technique in the BOTDR sensor system[J]. 胡佳成,陈福昌,张承涛,林尊琪. Chinese Optics Letters. 2012(07)
本文编号：2954762
【文章来源】：光通信技术. 2020年10期 北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
FBG阵列的行列式矩阵分析
对于普通石英光纤，ξ+α是一个恒定值，大小为6.67×10-6/℃，由此可得在光纤通信窗口C波段，即FBG反射光谱中心波长1550 nm处的η约为10.3 pm/℃。当环境温度从一般室温22℃升高到32℃时，反射光谱中心波长将向长波方向漂移约0.1 nm，反之，降低室温则可使反射谱向短波长方向漂移，如图2所示。因此，通过对FBG外加温控设备精确控制其温度，可以实现基于FBG阵列的微波光子滤波器的中心波长的灵活调谐。对于16×2.5 Gb/s波分复用（WDM）系统，其通道间隔为0.8 nm,FBG的布喇格反射波长调谐范围大于0.4 nm时可满足各通道高、低通滤波器之间的自由切换。由于温度每变化10℃波长漂移约0.1 nm，则温度调谐范围大于40℃，可满足系统需求。
MPF属于横向滤波器，也称为有限脉冲响应滤波器，如图3下部分所示，对于输入信号x(t），可以通过对各延迟单元D、乘法器系数Z的设计，自由地实现具有各种期望特性的滤波。FBG能够实现对布喇格波长光波的反射，将若干个FBG单元按照一定设计排列，各FBG对布喇格光波的反射率为乘法器系数Z，相邻FBG的间隔为延迟单元D，这样即可实现基于取样FBG的横向滤波器的设计，如图3中上、下两部分的对照所示。本文以低通滤波器为例说明设计流程。理想低通滤波器的频域特性是一个矩形函数如式（12）所示。其中，u是阶跃函数，ω是滤波器角频率，ωo是中心角频率。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双光源的可调谐微波光子滤波器[J]. 周霏,徐恩明,张祖兴,李培丽. 光电子·激光. 2018(10)
[2]基于啁啾光纤布拉格光栅的可调谐双通带微波光子滤波器[J]. 赵彪,杜鹏飞,沃江海,丛雯珊,张钧凯,余岚. 激光与光电子学进展. 2019(03)
[3]基于高双折射光子晶体光纤与光栅对的微波光子滤波器[J]. 曹晔,杨菁芃,童峥嵘,许东. 南开大学学报(自然科学版). 2018(01)
[4]Application of high-precision temperature-controlled FBG filter and light source self-calibration technique in the BOTDR sensor system[J]. 胡佳成,陈福昌,张承涛,林尊琪. Chinese Optics Letters. 2012(07)
本文编号：2954762
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