一种光滤波器幅频响应的测量方法技术

本发明专利技术公开了一种光滤波器幅频响应的测量方法，属于光电子技术领域。本发明专利技术解决了传统扫频法需要额外校准的问题，本发明专利技术采用双移频外差原理，将经过光滤波器前后的光调制边带分别与移频光载波进行外差，实现单次扫频的自校准式光滤波器幅频响应测量，具有测量精度高、测量时间短、操作方便的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电子
，具体涉及。
技术介绍
光滤波器是光纤通信系统中不可或缺的基本器件，波分复用技术特别是密集波分 复用技术的发展和应用要求光滤波器的带宽越来越窄，例如，目前波分复用系统的相邻通 道间隔已经达到25GHz甚至12.5GHz，与之相匹配的阵列波导光栅带宽在不断的减小，发展 与此相适应的窄带光滤波器分析技术对于分析波分复用系统的通道串扰分析、提高系统容 量和码率特别重要。 通常，测量光滤波器的频率响应的方法有调制相移法(Kawanishi T，Sakamoto T， Izutsu M.Optical filter characterization by using optical frequency sweep technique with a single sideband modulator.IEICE Electronics Express，2006， 3(3) :334-38.)、相干检测法（Jin C，Bao Y，Li Z H.High-resolution optical spectrum characterization using optical channel estimation and spectrum stitching technique .Optics Letters，2013,38(13) :2314-2316.)、放大自发福射法（CranchG A， FlockhartG M. Tools for synthesising and characterising Bragg grating structures in optical fibres and waveguides.Journal of Modern 0ptics，2012， 59(6) :493-526.)、扫频法（Tang Z Z，Pan S L，Yao J P.A high resolution optical vector network analyzer based on a wideband and wavelength-tunable optical single-sideband modulator.Optics Letters,2012,6(20):6555-6560；ffang M G,Yao J P. Optical vector network analyzer based on unbalanced double-sideband modulation.Photonics Technology Letters,ΙΕΕΕ,2013,8(25):753-756；Qing T,Xue M,Huang M H,Pan S L.Measurement of optical magnitude response based on double-sideband modulation .Optics Letters，2014,39(21) :6174-6176.)。其中调制 相移法和相干检测法使用波长可调谐光源进行扫频，测量分辨率受限于光源的扫频步进和 稳定性;放大自发辐射法采用放大自发辐射光源的超宽谱特性对光滤波器进行测量，但受 限于光谱仪的分辨率，一般分辨率只有O.Olnm;扫频法是利用光调制器和探测器组合，借由 调制边带对光滤波器进行扫频测量，其测量分辨率高，但需要对电光调制器和光电探测器 的频响进行额外校准。目前，亟需发展一种无需额外校准的电扫频方法以满足光滤波器高 分辨率测量的要求。为了解决以上问题，本专利技术采用双移频外差的方法，对光滤波器的幅频 响应进行扫频测量，单次扫频测量即可获得光滤波器幅频响应，具有自校准、精度高、操作 简便的特点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于双移频外差的自校准式光滤波器幅频响应扫频 测量方法，以提高光滤波器幅频响应测量的精度和效率。 为了实现上述目的本专利技术采用以下技术方案： -种光滤波器幅频响应的测量方法，该方法包括以下步骤： (1)构建双移频外差结构，包括可调激光光源、分束器I、分束器Π 、合束器I、合束 器Π 、电光调制器、待测光滤波器、声光移频器I、声光移频器Π 、光电探测器、其中可调激光 光源的输出接分束器I的输入端，分束器I和合束器I构成一个外移频外差仪，声光移频器I 放置于外移频外差仪的一个臂上，偏振控制器、电光调制器和内移频外差仪依次级联放置 于外移频外差仪的另一个臂上，内移频外差仪由分束器Π 和合束器Π 构成，待测滤波器和 声光移频器Π 分别放置于内移频外差仪的两个臂上，外移频外差仪的输出即合束器I的输 出接光电探测器的输入端； (2)设置可调激光光源输出光波的频率为fo,在电光调制器的电极上加载频率为 fm的正弦信号，声光移频器I的电极上加载频率为h的正弦信号，声光移频器Π 的电极上加 载频率为f2的正弦信号； (3)通过光电探测器和数据采集链路记录在(2)步骤中的外移频外差仪的输出信 号，记录频率为fm_f l、fm+f l+f2、fm+f l_f2的功率值，分别记为I (fm_f 1)、I (fm+f 1)、I (fm_ fl+f2)、I(fm+fl-f2); ( 4 )按照如下公式可以得到待测光滤波器的幅频响应值， 巩/^+乂,）。、、和叫/〇-/")* u，其中公式的分母中土的选择 八九土 (Λ - ./i)) 九 + (/2 - A)) 取决于其频率更靠近分子项中的频率； (5)通过改变加载在电光调制器电极上的微波信号频率匕的大小，重复步骤(2)、 (3)、（4)、从而得到待测光滤波器相对于光载波fo不同频率匕的幅频响应。 该光滤波器幅频响应的测量方法的特征在于构建双移频干涉仪结构，内移频干涉 仪嵌于外移频干涉仪的一个臂上。 该光滤波器幅频响应的测量方法，其中电光调制器为电光强度调制器或者电光相 位调制器。 作为优选，声光移频器I的电极上加载的信号频率Π 与声光移频器Π 的电极上加 载的信号频率f2,满足f2 * 2fi或者f2 ? 0。 作为优选，步骤(4)公式的分母中±的选择取决于其频率更靠近分子项中的频率。 综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是： (1)本专利技术，采用双移频干涉仪结构，实现了自 校准测量光滤波器幅频响应的功能，方法更加简洁，测量准确度更高。 (2)本专利技术，利用了光调制的上下边带，测量时 频率范围可以为微波扫频频率的两倍，扩展了测量频率范围。 (3)本专利技术，利用微波扫频测量，较传统的波长 扫描，分辨率大大提高。【附图说明】 图1是本专利技术光滤波器幅频响应的测量系统原理框图；图2是本专利技术实施例中通过控制和数据采集模块记录的一组测量值示意图； 图3是本专利技术实施例中测量得到待测光滤波器相对于光载波fO不同频率fm的幅频 响应曲线，以及与利用放大自发辐射法得到校准后的幅频响应曲线进行对比。 其中附图1标记：1_可调激光光源、21-分束器1、3_偏振控制器、4-电光调制器、5-微波信号源、22-分束器Π 、6-待测光滤波器、71-声光移频器I、72-声光移频器Π 、23-合束 器Π 、24-合束器1、8_光电探测器、9-频谱分析仪、10-控制和数据采集模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双移频外差结构，其特征在于：包括外移频外差仪、内移频外差仪；外移频外差仪包括分束器Ⅰ(21)和合束器Ⅰ(24)，外移频外差仪的一个臂上设置有声光移频器Ⅰ(71)；外移频外差仪的另一个臂上设置依次级联的偏振控制器(3)、电光调制器和(4)内移频外差仪；内移频外差仪包括分束器Ⅱ(22)和合束器Ⅱ(23)；内移频外差仪的两个臂上分别设置有待测滤波器(6)和声光移频器Ⅱ(72)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张尚剑，邹新海，王恒，刘俊伟，张雅丽，陆荣国，刘永，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51