基于受激布里渊散射效应的矩形光滤波器系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于受激布里渊散射效应的矩形光滤波器系统，利用任意波形发生器(AWG)产生电信号并控制电信号的各个频率成分的幅度，进而可以达到控制泵浦光形状的目的，最后得到形状可控的增益谱。通过对增益谱的测量并进行反馈控制，可以最终得到顶部平坦、边沿陡峭的矩形滤波特性。在得到矩形增益谱之后，反馈机制就完成了任务，系统可以用来对真实信号进行滤波。这种矩形光滤波器的带宽以及工作波长均可调，带宽达到了GHz量级，解决了传统的无源光滤波器带宽在10GHz以下下降沿不陡峭的问题，同时克服了其它的基于受激布里渊散射效应的滤波器下降沿不够陡峭或者带宽太小等问题。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于受激布里渊散射效应的矩形光滤波器系统，利用任意波形发生器(AWG)产生电信号并控制电信号的各个频率成分的幅度，进而可以达到控制泵浦光形状的目的，最后得到形状可控的增益谱。通过对增益谱的测量并进行反馈控制，可以最终得到顶部平坦、边沿陡峭的矩形滤波特性。在得到矩形增益谱之后，反馈机制就完成了任务，系统可以用来对真实信号进行滤波。这种矩形光滤波器的带宽以及工作波长均可调，带宽达到了GHz量级，解决了传统的无源光滤波器带宽在10GHz以下下降沿不陡峭的问题，同时克服了其它的基于受激布里渊散射效应的滤波器下降沿不够陡峭或者带宽太小等问题。【专利说明】基于受激布里渊散射效应的矩形光滤波器系统
本专利技术涉及光纤通信类，尤其涉及一种基于受激布里渊散射效应的矩形光滤波器系统。
技术介绍
在正交频分复用(OFDM)的解复用以及微波光子信号处理中，相邻信道的串扰会影响信号的质量。为了减小这种串扰，需要一个顶部平坦且边缘陡峭的类似矩形的窄带光滤波器。目前已有的一些窄带光滤波器技术，包括级联的法布里珀罗腔、基于硅基液晶的商用滤波器以及基于SBS (受激布里渊散射效应)的有源滤波器等，但是这些技术都存在一定的问题。对于级联的法布里珀罗腔:法布里帕罗腔可以作为一个光滤波器，通过级联，可以提高传输曲线的边缘陆峭程度。经对现有文献检索发现，文献.0ptics express, 2008, 16 (I): 231-236.] (Alboon S A等人《利用级联法布里帕罗腔的液晶可调谐顶部平坦滤波器》，光学快报，页码231-236,2008)中提出一种基于级联的法布里帕罗腔的可调谐光滤波器，多个法布里帕罗腔的级联可以大幅提升通带的平坦度并同时减小抖动。该方案可以得到IOOGHz的光滤波器，通过液晶的控制，该滤波器的可调谐范围可以达到172nm。但在该方案中，滤波器的带宽无法做到IOGHz以下，无法应用于较窄带宽的需求。对于基于硅基液晶:目前存在已经商用的光滤波器方案是基于硅基液晶的可调滤波器，例如yenisata公司的XTA-50可调滤波器。该滤波器的带宽可调范围是从32pm (4GHz)到5nm,工作波长从1260nm到1650nm,下降沿陆度可以达到800dB/nm。在对滤波带宽较大的应用中，这样的陡峭程度足以得到很好的结果，但对于GHz量级的滤波需求来说，这样的下降沿仍然不够陡峭，对信号的影响比较大。对于基于SBS的有源滤波器:为了得到GHz量级带宽的光滤波器，有一些方案提出了基于SBS效应的有源光滤波器。经对现有文献的检索发现，文献.Journal of lightwave technology, 2007，25(8):2168-2174.] (Zadok A等人《基于受激布里渊散射的GHz带宽光可重构滤波器》，光波技术杂志，页码2168-2174，2007)中提出一种利用泵浦啁啾对布里渊过程进行控制，从而得到GHz带宽的可调滤波器的方案。实验中得到了 1.3GHZ-2.5GHz带宽的滤波器，边模抑制比达到30dB。但该方案的缺点是得到的滤波器边缘下降平缓，不够陡峭，在实际应用中可能会引入相邻边带的影响，降低信号的质量。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题提供一种带宽可调，满足对滤波器带宽较大的要求，同时滤波器下降沿陡峭的滤波器系统。基于这种考虑，本专利技术提供了一种基于受激布里渊散射效应的矩形滤波器系统，其目的是解决现有光滤波器技术无法得到顶部平坦、边缘陡峭的滤波器传输曲线的缺陷。本专利技术中通过反馈控制的方式对泵浦光进行控制，从而控制滤波器的形状。在实现矩形滤波曲线的同时，滤波器的带宽以及工作波长都是可调的，带宽的调谐精度可以达到20MHz量级。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于受激布里渊散射效应的矩形滤波器系统，包括激光器、光调制器、任意波形发生器(AWG)、掺铒光纤放大器(EDFA)、环形器以及SBS增益介质，所述环形器具有第一端口、第二端口和第三端口 ；所述激光器发出光信号，作为信号载波；所述任意波形发生器输出电信号；所述光调制器将所述任意波形发生器输出的电信号调制到所述激光器发出的光信号上；调制后的光信号通过所述掺铒光纤放大器进行放大作为泵浦光输入到所述环形器的第一端口，并从所述环行器的第二端口输出；所述环形器的第二端口和所述SBS增益介质连接，所述SBS增益介质产生SBS，所述系统的输入信号沿着所述SBS增益介质传输，所述环行器的第三端口输出所述系统的输出信号。进一步地，所述SBS增益介质为光纤。进一步地，所述系统设置为通过反馈机制，将泵浦信号在所述SBS增益介质中产生的增益谱反馈至所述任意波形发生器，相应调整所述任意波形发生器，进而调整所述泵浦光，控制所述系统的增益谱的形状，实现矩形滤波器。进一步地，所述反馈机制离线工作，所述矩形滤波器系统在线滤波。进一步地，所述任意波形发生器被设置为可以产生不同频率成分的电信号，同时对各个频率成分的电信号的功率进行数字化控制。更进一步地，所述任意波形发生器产生的不同频率成分的输出信号频率间隔为增益光纤的SBS带宽。进一步地，所述的激光器的工作波长为C+L波段。更进一步地，所述的激光器的工作波长为1530?1625nm。进一步地，所述光调制器为马赫曾德调制器。进一步地，所述掺铒光纤放大器为光增益模块。进一步地，所述环形器引导光传播方向，从所述环形器的第一端口输入的光信号从所述环形器的第二端口输出，从所述环形器的第二端口输入的光从所述环形器的第三端口输出。进一步地，所述光纤为单模光纤。进一步地，所述光纤为长度25km的单模光纤，光纤长度增长可以降低布里渊阈值，而超过布里渊阈值的输入光可以在反方向产生布里渊增益。本专利技术中泵浦光是通过将AWG输出的电信号调制到光载波上产生的。AWG可以产生包含多个频率成分的电信号，其中每个频率成分的幅度均可数字化控制。通过对AWG输出信号进行控制，可以控制调制后的泵浦光谱线对应功率，进而控制对应的增益谱。在产生泵浦光之后，通过环形器将泵浦光输入一段光纤中，从而在光纤的反向产生布里渊增益。需要滤波的信号从光纤的另一段输入，处于布里渊增益区的一部分信号就得到了显著的放大，达到了滤波的效果。为了保证滤波器的形状，首先需要用探测光进行滤波器形状的测量。此时光纤另一端输入的是探测光，通过对探测光被放大前后进行比较，可以得到滤波器的滤波特性。利用得到增益谱信息对AWG信号进行反馈补偿控制，对泵浦光进行一定的调整，进而控制增益谱的形状，最终可以得到矩形滤波器。在确保了滤波器形状之后，就可以将该滤波器用于滤波应用中，对需要滤波的信号进行处理。本专利技术通过受激布里渊散射效应对光信号的频率成分进行放大来实现主动滤波，通过对布里渊泵浦进行多频强度调制来实现增益谱展宽，从而实现宽带滤波，对电信号各个频率成分进行独立控制得到矩形的布里渊增益谱，通过间隔小于等于单谱线增益谱带宽的多谱线泵浦，产生增益谱并进行叠加之后得到连续的增益谱，带宽得到拓展；引入反馈控制机制，直接对增益谱进行测量并反馈控制，并最终得到矩形增益谱，从而省去了泵浦的测量环节，一旦通过反馈控制得到了矩形增益谱，系统就不需要继续进行反馈控制，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于受激布里渊散射效应的矩形滤波器系统，其特征在于，包括激光器、光调制器、任意波形发生器、掺铒光纤放大器、环形器以及SBS增益介质，所述环形器具有第一端口、第二端口和第三端口；所述激光器发出光信号，作为信号载波；所述任意波形发生器输出电信号；所述光调制器将所述任意波形发生器输出的电信号调制到所述激光器发出的光信号上；调制后的光信号通过所述掺铒光纤放大器进行放大作为泵浦光输入到所述环形器的第一端口，并从所述环行器的第二端口输出；所述环形器的第二端口和所述SBS增益介质连接，所述SBS增益介质产生SBS，所述系统的输入信号沿着所述SBS增益介质传输，所述环行器的第三端口输出所述系统的输出信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张严，义理林，魏伟，毕美华，李正璇，尤伟志，郑燃，胡卫生，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：