超窄带线性可调谐滤波方法、滤波器技术

本发明专利技术涉及一种超窄带线性可调谐滤波方法、滤波器，超窄带线性可调谐滤波器包括窄带可调谐激光器、受激布里渊增益谱锐化组件、单模光纤链路和光学耦合传输组件；所述窄带可调谐激光器产生第一泵浦信号，并发送至受激布里渊增益谱锐化组件，受激布里渊增益谱锐化组件根据所述第一泵浦信号，利用本征受激布里渊增益谱叠加一对衰减谱，输出携带有超窄带可调谐滤波通带的第二泵浦信号；待滤波信号经光学耦合传输组件与所述第二泵浦信号在单模光纤链路中发生受激布里渊效应，产生受激布里渊放大谱信号，即滤波信号。

Ultra narrow band linear tunable filtering method and filter

The invention relates to an ultra narrow band linear tunable filter, linear, ultra narrow band tunable filters including narrowband tunable laser, stimulated Brillouin gain spectrum of sharpening components, single-mode fiber link and optical coupling transmission components; the first pump signals of narrow band tunable laser, and sent to the spectrum of sharpening Brillouin components gain stimulated Brillouin gain spectrum of sharpening components according to the first pump signal, using the intrinsic Brillouin gain spectrum superposition of attenuation spectrum, output with ultra narrow band pass signal with the second pumped tunable filter; signal to be filtered by the optical coupling transmission component and the second pump signal in single-mode fiber link occurrence of stimulated Brillouin scattering, which stimulated Brillouin amplification spectrum signal, the signal filtering.

【技术实现步骤摘要】
超窄带线性可调谐滤波方法、滤波器
本专利技术属于了调谐滤波器领域，具体涉及一种基于光纤受激布里渊效应的超窄带线性可调谐滤波器以及滤波方法。
技术介绍
随着技术的发展，窄带可调谐滤波器变得越来越重要，广泛应用于诸如密集波分复用系统的通道选择、单边带调制系统和射频光电链路中的光学载波操纵、相干光波传输系统、可调谐接收机、ASE光谱的选频、光谱分析等应用场合。在这些应用场合中，要求调谐滤波器具备低插入损耗、通带和阻带间的过渡带尖锐、高旁瓣抑制能力、宽可调谐范围等特性。目前常用的可调谐滤波器包括基于光纤布拉格光栅原理的滤波器、基于法-波罗标准具的滤波器、马赫-曾德干涉仪和平面光学波导回路的环形谐振腔、声光调谐滤波器等，他们都属于被动可调谐滤波器，通常其带宽和光谱传输形状固定。在很多应用场合往往需要滤波器的传输波长、通带宽度、光谱传输形状等能够根据需要进行调制。显然，目前常用的被动可调谐滤波器不能很好的满足应用，限制了技术的发展和进步。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提出了一种主动可调谐的基于光纤受激布里渊效应的超窄带线性可调谐滤波器和滤波方法，通过在受激布里渊增益谱的两侧对称叠加一对受激布里渊衰减谱，有效突破了受激布里渊增益谱本征线宽对于可调谐滤波应用时的固定通带宽度限制。本专利技术采用下面的技术方案：一种基于光纤受激布里渊效应的超窄带线性可调谐滤波器，包括窄带可调谐激光器、受激布里渊增益谱锐化组件、单模光纤链路和光学耦合传输组件；所述窄带可调谐激光器产生第一泵浦信号，并发送至受激布里渊增益谱锐化组件，受激布里渊增益谱锐化组件根据所述第一泵浦信号，利用本征受激布里渊增益谱叠加一对衰减谱，输出携带有超窄带可调谐滤波通带的第二泵浦信号；待滤波信号经光学耦合传输组件与所述第二泵浦信号在单模光纤链路中发生受激布里渊效应，产生受激布里渊放大谱信号，即滤波信号。进一步的，所述受激布里渊增益谱锐化组件具有分束器，用于将所述第一泵浦信号分为增益泵浦信号和衰减泵浦信号，并分别传输至第一光纤放大器和马赫-曾德调制器；马赫-曾德调制器对所述衰减泵浦信号进行频率调制，产生以受激布里渊增益谱峰值频率为中心对称分布的衰减泵浦信号对，第一光纤放大器和第二光纤放大器分别对所述增益泵浦信号和所述衰减泵浦信号对进行放大处理，并分别传输至第一偏振控制器和第二偏振控制器，第一偏振控制器和第二偏振控制器分别对所述增益泵浦信号和衰减泵浦信号对进行偏振控制，并传输至耦合器，耦合器输出所述第二泵浦信号。进一步的，所述光学耦合传输组件包括依次连接的光隔离器和第三偏振控制器，待滤波信号从光隔离器端输入，经第三偏振控制器传输至单模光纤链路；光隔离器用于隔绝外部干扰，第三偏振控制器控制待滤波信号的偏振状态。进一步的，在所述单模光纤链路与受激布里渊增益谱锐化组件之间设有光学环路器，所述光学环路器一方面用于将第二泵浦信号发送至单模光纤链路，另一方面用于接收发生受激布里渊效应后生成的受激布里渊放大谱信号，即滤波信号。进一步的，本专利技术还包括与所述光学环路器输出相连的第四偏振控制器，用于提取有效的受激布里渊放大谱信号并将其输出。进一步的，本专利技术还包括与所述第四偏振控制器相连的波长标定模块，其具有基于法布里-珀罗标准具的相对定标器和基于气体池的绝对定标器，用于对获取的滤波信号进行波长标定。进一步的，所述窄带可调谐激光器采用外腔式可调谐激光器。进一步的，所述单模光纤链路采用双折射单模光纤。进一步的，本专利技术还包括控制系统，与所述窄带可调谐激光器相连，用于推扫改变第一泵浦信号波长，实现对待滤波信号的可调谐滤波；控制系统还与受激布里渊增益谱锐化组件、单模光纤链路、光学耦合传输组件相连，提供控制、时序与逻辑信号。本专利技术还提供了一种技术方案：一种基于光纤受激布里渊效应的超窄带线性可调谐滤波方法，采用窄带可调谐激光器产生第一泵浦信号，在所述第一泵浦信号的基础上，利用本征受激布里渊增益谱叠加一对衰减谱，产生携带有可调谐超窄带滤波通带的第二泵浦信号，待滤波信号与第二泵浦信号发生受激布里渊效应，产生受激布里渊放大谱信号，即滤波信号；通过推扫改变第一泵浦信号波长，实现对待滤波信号的可调谐滤波。进一步的，本专利技术还包括基于相对定标和绝对定标，对所述滤波信号进行标定处理。进一步的，本专利技术在所述第一泵浦信号的基础上，将第一泵浦信号分为增益泵浦信号和衰减泵浦信号，对所述衰减泵浦信号进行马赫-曾德调制，得到以受激布里渊增益谱峰值频率为中心对称分布的衰减泵浦信号对，所述增益泵浦信号与衰减泵浦信号对耦合得到第二泵浦信号。进一步的，对所述增益泵浦信号与衰减泵浦信号对分别进行放大与偏振控制，用于使第二信号和待滤波信号偏振态匹配，提高受激布里渊效应的总效益。本专利技术的有益效果：1、本专利技术提出了滤波通带宽度调谐技术，通过在受激布里渊增益谱的两侧对称叠加一对受激布里渊衰减谱，有效突破了受激布里渊增益谱本征线宽对于可调谐滤波应用时的固定通带宽度限制，可实现滤波通带宽度在数十几MHz到约4MHz之间调谐。2、本专利技术提出了基于偏振特性的光学抑制比增强技术，使用偏振控制器以使泵浦信号和待滤波信号偏振态匹配，以使受激布里渊效应的效率最高；根据受激布里渊效应放大谱的偏振跟随特性以及未放大待滤波信号、自发布里渊效应信号、泵浦信号散射等杂散信号的偏振随机性，利用偏振控制器提取有效的受激布里渊效应放大谱，同时抑制背景噪声干扰；并使用光纤放大器放大泵浦信号的功率，提高受激布里渊效应的总效益；以及采用幅度调制器和锁相放大的同步探测体制，实现了光学抑制比的增强，可实现优于50dB的测量动态范围。3、本专利技术提出的基于光纤受激布里渊效应的超窄带线性可调谐滤波技术具有超窄带宽、滤波波长线性可调谐、滤波通带的宽度和形状均可调谐、内在滤波信号放大、宽动态范围、高信噪比等优点。4、本专利技术提出的基于光纤受激布里渊效应的超窄带线性可调谐滤波器，可用于诸如密集波分复用技术等新一代光纤通信网络及可调谐接收机、ASE光谱的选频、光谱分析和对信号光的解复用等可调谐滤波场合，具有超窄带宽、宽动态范围、耦合效率高、成本低廉、体积小、重量轻、功耗低、成本低、结构紧凑、可方便集成到相关系统、精度好、可靠性高等优点。5、本专利技术提出的基于光纤受激布里渊效应的超窄带线性可调谐滤波器，可方便的通过更换窄带可调谐激光器实现对不同波段光学信号的可调谐滤波。附图说明图1为本专利技术一种基于光纤受激布里渊效应的超窄带线性可调谐滤波器的硬件原理图。其中，1-窄带可调谐激光器；2-控制系统；3-受激布里渊增益谱锐化组件；301-分束器；302-第一掺铒光纤放大器；303-马赫-曾德调制器；304-第二掺铒光纤放大器；305-第一偏振控制器；306-第二偏振控制器；307-耦合器；4-光学环路器；5-单模光纤链路；6-第三偏振控制器；7-光隔离器；8-第四偏振控制器。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明：应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光纤受激布里渊效应的超窄带线性可调谐滤波器，其特征在于：包括窄带可调谐激光器、受激布里渊增益谱锐化组件、单模光纤链路和光学耦合传输组件；所述窄带可调谐激光器产生第一泵浦信号，并发送至受激布里渊增益谱锐化组件，受激布里渊增益谱锐化组件根据所述第一泵浦信号，利用本征受激布里渊增益谱叠加一对衰减谱，输出携带有超窄带可调谐滤波通带的第二泵浦信号；待滤波信号经光学耦合传输组件与所述第二泵浦信号在单模光纤链路中发生受激布里渊效应，产生受激布里渊放大谱信号，即滤波信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤受激布里渊效应的超窄带线性可调谐滤波器，其特征在于：包括窄带可调谐激光器、受激布里渊增益谱锐化组件、单模光纤链路和光学耦合传输组件；所述窄带可调谐激光器产生第一泵浦信号，并发送至受激布里渊增益谱锐化组件，受激布里渊增益谱锐化组件根据所述第一泵浦信号，利用本征受激布里渊增益谱叠加一对衰减谱，输出携带有超窄带可调谐滤波通带的第二泵浦信号；待滤波信号经光学耦合传输组件与所述第二泵浦信号在单模光纤链路中发生受激布里渊效应，产生受激布里渊放大谱信号，即滤波信号。2.根据权利要求1所述的超窄带线性可调谐滤波器，其特征在于：所述受激布里渊增益谱锐化组件具有分束器，用于将所述第一泵浦信号分为增益泵浦信号和衰减泵浦信号，并分别传输至第一光纤放大器和马赫-曾德调制器；马赫-曾德调制器对所述衰减泵浦信号进行频率调制，产生以受激布里渊增益谱峰值频率为中心对称分布的衰减泵浦信号对，第一光纤放大器和第二光纤放大器分别对所述增益泵浦信号和所述衰减泵浦信号对进行放大处理，并分别传输至第一偏振控制器和第二偏振控制器，第一偏振控制器和第二偏振控制器分别对所述增益泵浦信号和衰减泵浦信号对进行偏振控制，并传输至耦合器，耦合器输出所述第二泵浦信号。3.根据权利要求1所述的超窄带线性可调谐滤波器，其特征在于：所述光学耦合传输组件包括依次连接的光隔离器和第三偏振控制器，待滤波信号从光隔离器端输入，经第三偏振控制器传输至单模光纤链路；光隔离器用于隔绝外部干扰，第三偏振控制器控制待滤波信号的偏振...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘加庆，韩顺利，张志辉，孟鑫，刘磊，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十一研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37