本发明专利技术公开了一种宽带可调谐光纤带通滤波器，属于滤波器技术。该滤波器包括输入和输出耦合单模光纤，在输入和输出的单模光纤之间，串接一个全固带隙光纤和一个布拉格光纤，其中全固带隙光纤为不弯曲或弯曲成直径为１２ｃｍ至４０ｃｍ圆，布拉格光纤为不弯曲或弯曲成直径为２ｃｍ至５ｃｍ圆。本发明专利技术优点在于结构简单，成本低，易于制作，对偏振不敏感，传输窗口宽度调谐范围从２５０ｎｍ到５０ｎｍ，中心波长调谐范围从１０００ｎｍ到１１４０ｎｍ，该滤波器的输入和输出端口可以互换，可广泛应用在光纤通讯和光纤激光器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及了一种宽带可调谐光纤带通滤波器。属于滤波器技术。技术背景光纤滤波器具有体积小，集成度高，高信噪比，分辨率高，插损低，易于和现有光通 讯器件很好连接的优势，广泛应用于光通信领域，非线性光学等学科。目前使用的光纤滤波器可分为基于光纤光栅，Mach-Zehnder干涉仪，集成阵列波导光栅。基于光纤光栅 滤波器需掩膜，温度控制等附加技术的支持使得成本增加，技术实现复杂，对偏振敏感， 而且无法实现宽带可调谐的技术。基于Mach-Zehnder干涉原理的滤波器，难于精确控 制波长，而且带通顶部不平坦。基于集成阵列波导光栅的滤波器，带宽较窄，制作工艺复 杂。因此制作结构简单，稳定，宽带可调谐，成本低的带通滤波器具有突出的技术进步和 商业前景。全固带隙光纤和布拉格光纤以其特有的带隙特性，适于制作成稳定，简单，易 于精确控制，可宽带调谐的光纤带通滤波器。全固带隙光纤是一种带隙光纤。该种光纤在 红外和可见光波段内有数个低损传输耗窗口。当光纤弯曲时，传输窗口的不同位置所受弯 曲损耗影响不一样，窗口长波长处受到的影响较小，而短波长处受到的影响较大。这样利 用不同的弯曲半径，调谐低损耗窗口的短波长边界。布拉格光纤是一维结构的带隙光纤。 类似于全固带隙光纤，该种结构的低损耗传输窗口受光纤的弯曲损耗影响。当光纤弯曲时， 在传输窗口的截止边界向内移动，随着弯曲半径的减小，传输窗口的带宽也将不断减小。 有关涉及到本专利技术技术的文献和报道如下 F. Uian, A. K. George, T. D. Hedley, G.丄Pearce, D. M. Bird,丄C. Knight, P. and St.丄Russell, "All-solid photonic band gap fiber," Opt. Lett. 29, 2369-2371 (2004). A. Argyros, T. A.已irks, S. G. Leon-Saval, C. M. B. Cordeiro, F, Luan, and P. St.丄Russell,"Photonic bandgap with an index step of one percent," Opt. Express 13, 309-314 (2005). T. A. Birks, F. Luan, G.丄Pearce, A. Wang,丄C. Knight, and D. M. Bird, "Bend loss inall-solid bandgap fibres," Opt. Express 14, 5688-5698 (2006). P. Yeh, A. Yariv, and E. Marom, "Theory of Bragg fiber,"丄Opt. Soc. Am, 68(9), 1196-12010978). C. Martijn de Sterke, I. M. Bassett, and Arthur G. Street, "Differential losses in Bragg fibers/'丄Appl. Phys 76(2), 680-688 (1994). M. lbanescu, Y. Fink, S. Fan, E. L. Thomas, and丄D. Joannopoulos "An All-Dielec忭ic Coaxial Waveguide," Science 289, 415-419(2000).
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种宽带可调谐光纤带通滤波器。该滤波器结果简单，使用过程 中不受温度影响，对偏振不敏感。本专利技术通过下述技术方案加以实现的， 一种宽带可调谐光纤带通滤波器，该滤波器包 括输入和输出耦合单模光纤1和4，其特征在于，在输入和输出的单模光纤1和4之间， 串接一个无弯曲的全固带隙光纤2和一个弯曲成直径为2cm至5cm圆的布拉格光纤3， 或串接一个弯曲成直径为12cm至40cm圆的全固带隙光纤5和一个无弯曲的布拉格光 纤6，或串接一个弯曲成直径为12cm至40cm圆的全固带隙光纤5和一个弯曲成直径 为2cm至5cm圆的布拉格光纤3。所述的全固带隙光纤中低折射率材料为石英(Si〇2)， 折射率为1.4585，高折射率材料为掺锗(Ge)的石英，折射率为1.4876，高折射率材料 圆柱以三角形对称结构分布在低折射率材料中，格点之间的间距为8pm，高折射率材料 棒的直径和格点间距之间的比值是0.44，纤芯为12um;布拉格光纤由纤芯和包层构成， 纤芯为实心圆，直径为0.85pm，折射率为1.4530，其外面是包层，包层依次由折射率为 1.463212和折射率为1.4395相间排列的12层同心圆材料构成。包层中的高折射率同心 圆环厚度为0.8|jm，低折射率同心圆环厚度为0.67口m。与以往报道的光纤滤波器相比，本专利技术的有如下优点本专利技术都是光纤熔接相连，没 有其它元件和特殊加工工艺，使得结构简单，成本低，易于制作。该滤波器通过调节全固 带隙光纤和布拉格光纤的弯曲直径，控制滤波器传输窗口的短波长边界和长波长边界，调 节简单方便，同时实现精确控制。由于本专利技术使用的都是对偏振不敏感光纤，所以该滤波 器对偏振不敏感。以往报道的光纤滤波器传输窗口相对较窄，传输窗口大小的调节范围较 小。本滤波器的传输窗口调节范围可以从250nm到50nm，不但宽度可以调谐，而且传 输窗口的中心波长也可以调谐，调谐范围从1000nm到1140nm。本滤波器的输入和输 出端口可以互换，都可以得到相同的传输窗口。附图说明图1:由无弯曲的全固带隙光纤和弯曲成圆的布拉格光纤构成本专利技术宽带可调谐带通 滤波器的结构示意图。图2:由弯曲成圆的全固带隙光纤和无弯曲的布拉格光纤构成本专利技术宽带可调谐带通 滤波器的结构示意图。图3:由弯曲成圆的全固带隙光纤和弯曲成圆的布拉格光纤构成本专利技术宽带可调谐带 通滤波器的结构示意图。图中，1为单模光纤，2为无弯曲的全固带隙光纤，3为弯曲成圆的布拉格光纤，4 为单模光纤，5为弯曲成圆的全固带隙光纤，6为无弯曲的布拉格光纤。图4:全固带隙光纤的端面扫描电镜显微图。 图5:布拉格光纤的端面扫描电镜显微图。 图6:白光光源光谱。图7:本专利技术如图3所示结构时的传输窗口宽度调谐变化曲线。图8:本专利技术如图3所示结构时的传输窗口中心波长调谐变化曲线和本专利技术如图3所 示结构时的传输窗口中心波长调谐变化曲线。其中a为本专利技术如图1所示结构时的传输窗 口中心波长调谐变化曲线，b、 c、 d为本专利技术如图3所示结构时的传输窗口中心波长调 谐变化曲线。具体实施方式下面结合附图对本专利技术加以详细说明宽带可调谐带通滤波器的具体实施方案首先将单模光纤1和全固带隙光纤，利用标准的光纤熔接机熔接，使用标准单模光纤熔接方法熔接。单模光纤1纤芯直径为9pm， 包层直径125pm。长度为1.5m。全固带隙光纤低折射率材料为石英(Si〇2)，折射率为 1.4585，高折射率材料为掺锗(Ge)的石英，折射率为1.4876，高折射率材料圆柱以三 角形对称结构分布在低折射率材料中，格点之间的间距为8口m，高折射率材料棒的直径 和格点间距之间的比值是0.44，纤芯为12pm，端面结本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种宽带可调谐光纤带通滤波器，该滤波器包括输入和输出耦合单模光纤（１）和（４），其特征在于，在输入和输出的单模光纤（１）和（４）之间，串接一个无弯曲的全固带隙光纤（２）和一个弯曲直径为２ｃｍ至５ｃｍ圆的布拉格光纤（３），或串接一个弯曲直径为１２ｃｍ至４０ｃｍ圆的全固带隙光纤（５）和一个无弯曲的布拉格光纤（６），或串接一个弯曲直径为１２ｃｍ至４０ｃｍ圆的全固带隙光纤（５）和一个弯曲直径为２ｃｍ至５ｃｍ圆的布拉格光纤（３），所述的全固带隙光纤（２）低折射率材料为石英，折射率为１．４５８５，高折射率材料为掺锗的石英，折射率为１．４８７６，高折射率材料圆柱以三角形对称结构分布在低折射率材料中，格点之间的间距为８μｍ，高折射率材料棒的直径和格点间距之间的比值是０．４４，纤芯为１２μｍ；布拉格光纤（３）由纤芯和包层构成，纤芯为实心圆，直径为０．８５μｍ，折射率为１．４５３０，其外面是包层，包层依次由折射率为１．４６３２１２和折射率为１．４３９５相间排列的１２层同心圆材料构成，包层中的高折射率同心圆环厚度为０．８μｍ，包层中的低折射率同心圆环厚度为０．６７μｍ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王清月，刘博文，胡明列，栗岩峰，柴路，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
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