高精度可调窄带矩形光学滤波器设计及应用研究

发布时间：2017-11-08 11:29

本文关键词：高精度可调窄带矩形光学滤波器设计及应用研究

【摘要】：随着光信息处理的精细化需求提升和微波光子学领域的蓬勃发展,其对窄带信号的滤波提出了更高的要求。带宽在GHz量级甚至MHz量级的窄带光学滤波器逐渐成为不可或缺的核心器件之一。理想的滤波器有三大特性:平坦的通带响应、陡峭的滤波边缘以及带宽和波长的灵活可调。此种滤波器可以最大程度保持原始信号的原貌并滤除掉非常接近信号频率的带外噪声。然而目前此种滤波器的制作难度极大,窄带宽前提下滤波器边缘陡峭程度远远无法达到要求。本文利用光纤中受激布里渊散射效应,通过精确控制产生电频梳的方式来产生光频梳泵浦并控制布里渊增益谱,实现了近似矩形的滤波效果。滤波器带宽可在10 MHz至4 GHz间高精度编程调节。本文设计了有效的反馈补偿算法,并且在单峰布里渊光纤中实施了非线性管理方案,将通带纹波控制在1 dB之内。通过级联方式,滤波器抑制比被提高到40 dB以上(2 GHz带宽以内)。此外,本文定量分析了单级和级联的布里渊滤波器噪声性能,实验发现在大增益情况下,级联滤波器性能要优于单级。本文还利用获得的滤波器搭建了可重构光分插复用器,对多子带正交频分复用信号同时进行了放大与吸收滤波。实验表明滤波器对四相移相键控格式的信号信噪比劣化小于1 d B,对高阶调制信号也有很好的放大效果。本文实现的可编程矩形滤波器可广泛应用于高速光通信系统、光信息处理和微波光子学等领域,实现高精度无失真灵活滤波。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O437.2

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