一种双通带可调谐微波光子滤波器制造技术

本发明专利技术提出一种双通带可调谐微波光子滤波器，包括第一可调谐激光器、第一偏振控制器、第二可调谐激光器、第二偏振控制器、第一光耦合器、第三偏振控制器、光电调制器、光环行器、法布里‑珀罗激光器和光电探测器。采用两个主激光器和一个从激光器，通过注入锁定原理实现了一个双通带滤波器，结构简单紧凑；采用两个可调谐激光器作为两个主激光器，法布里‑珀罗激光器作为从激光器，可通过调节两个主激光器的注入功率来调节MPF的中心频率，也可通过调节主从激光器间的失谐频率来调节MPF的中心频率，还可通过调节从激光器的偏置电流来调节MPF的中心频率，本发明专利技术提出的MPF的可调谐性好。

【技术实现步骤摘要】
一种双通带可调谐微波光子滤波器
本专利技术属于微波光子滤波器
，尤其是一种双通带窄带可调谐微波光子滤波器。
技术介绍
在光域对微波进行滤波和选频处理是其中的重要研究领域之一，成为近几年的热点研究问题。用来对微波信号进行滤波和选频处理的光子器件集成系统被称为微波光子滤波器(MPF)，基本方法是先通过电光转换(E/O)把微波信号转换成光载微波信号，然后在光域用光纤时延线、光纤光栅、光放大器等光子器件对光载微波信号进行处理，最后通过光电转换(O/E)直接输出目标微波信号。相对于传统用电路板来实现的电子电路处理方法，MPF除了具有光纤损耗小、重量轻、宽带宽和抗电磁干扰的天然优点外，还具有可重构和宽带可调谐能力，这是传统电子方法所无法比拟的。因此，MPF在众多领域有着广泛的应用，例如可以在OEO中实现环腔选频，在RoF系统中实现信道选择和信道滤波，在天文无线电中实现波段选择，在移动目标识别的雷达系统中实现杂波消除。最初的MPF都是基于多抽头时延线结构实现的，其中光源可以是多个单波长光源，也可以是单个多波长光源。时延线可以是单模光纤、色散补偿光纤、光纤光栅、阵列波导等。这种滤波器的数学模型可以表达为其中k为整数，x(t)为输入信号，y(t)为输出信号，ak为抽头系数，T为相邻两个抽头之间的时延差。对(1)式进行傅里叶变换可得到其频域表达式为：为了得到带通MPF，研究人员提出了各种方案实现负抽头系数，如差分检测法，利用半导体光放大器的交叉增益调制特性的方法，基于注入锁定半导体激光器的方法，利用偏振调制器两个偏振方向调制互补的方法，利用强度调制器的反相调制特性的方法等。这些方案实现了滤波器的带通特性，但调谐性比较差，还会造成各通道的频谱混叠，重构能力也比较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种调谐性好的双通带微波光子滤波器。本专利技术采用的具体技术方案如下：一种双通带可调谐微波光子滤波器，包括第一可调谐激光器、第一偏振控制器、第二可调谐激光器、第二偏振控制器、第一光耦合器、第三偏振控制器、光电调制器、光环行器、法布里-珀罗激光器和光电探测器；第一可调谐激光器的输出端连接第一偏振控制器的输入端，第一偏振控制器的输出端连接第一光耦合器的输入端，第二可调谐激光器的输出端连接第二偏振控制器的输入端，第二偏振控制器的输出端连接第一光耦合器的输入端，第一光耦合器的输出端连接第三偏振控制器的输入端，第三偏振控制器的输出端连接光电调制器的输入端，光电调制器的输出端连接光环形器的第一端口，光环行器的第二端口连接法布里-珀罗激光器，光环行器的第三端口连接光电探测器。作为本专利技术的进一步改进，第一可调谐激光器发射的光波波长大于法布里-珀罗激光器的中心主波长，第二可调谐激光器发射的光波波长小于法布里-珀罗激光器的中心主波长。作为本专利技术的进一步改进，第一可调谐激光器发射的光波波长与法布里-珀罗激光器的中心主波长的差值小于法布里-珀罗激光器的中心主波长与第二可调谐激光器发射的光波波长的差值。作为本专利技术的进一步改进，法布里-珀罗激光器的中心主波长为1561.5nm，法布里-珀罗激光器的阈值电流Ib取值为25.14mA，第一注入比R1取值为18.09，第二注入比R2取值为34.38，第一可调谐激光器发射的光波波长λ1取值为1562.704nm，第二可调谐激光器发射的光波波长λ2取值为1549.272nm，法布里-珀罗激光器的第一纵模波长λ1'取值为1562.856nm，法布里-珀罗激光器的第二纵模波长λ2'取值为1549.372nm。本专利技术的有益效果：本专利技术采用两个主激光器和一个从激光器，通过注入锁定原理实现了一个双通带滤波器，两个主激光器产生的稳态光经过耦合器耦合，再通过光电调制器加载上微波信号，通过光环行器注入到从激光器中，再经过光电探测器将光信号还原成电信号，输出滤波后的微波信号，结构简单紧凑；采用两个可调谐激光器作为两个主激光器，法布里-珀罗(F-P)激光器作为从激光器，可通过调节两个主激光器的注入功率来调节MPF的中心频率，也可通过调节主从激光器间的失谐频率来调节MPF的中心频率，还可通过调节从激光器的偏置电流来调节MPF的中心频率，MPF的可调谐性好。附图说明图1为本专利技术提出的双通带可调谐微波光子滤波器的结构示意图。图2为使用光谱分析仪测量得到的双通带可调谐微波光子滤波器的光谱图。图3为图2中第一通带的光谱结构图。图4为图2中第二通带的光谱结构图。图5为使用矢量网络分析仪测量得到的双通带可调谐微波光子滤波器的滤波特性曲线图。图6为图5中第一通带的滤波特性曲线图。图7为图5中第二通带的滤波特性曲线图。图8为调节第一失谐频率获得的双通带可调谐微波光子滤波器的滤波特性曲线。图9为调节第二失谐频率获得的双通带可调谐微波光子滤波器的滤波特性曲线。图10为调节第一注入比获得的双通带可调谐微波光子滤波器的滤波特性曲线。图11为调节第二注入比获得的双通带可调谐微波光子滤波器的滤波特性曲线。图12为调节法布里-珀罗激光器的阈值电流获得的双通带可调谐微波光子滤波器的滤波特性曲线。图13为不同第一通带的中心频率下的双通带可调谐微波光子滤波器的滤波特性曲线。图14为第一通带的中心频率和幅值随时间变化图。图15为第二通带的中心频率和幅值随时间变化图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。本专利技术实施例提供一种双通带可调谐微波光子滤波器，如图1所示，包括第一可调谐激光器TLS1、第一偏振控制器PC1、第二可调谐激光器TLS2、第二偏振控制器PC2、第一光耦合器OC、第三偏振控制器PC3、光电调制器PM、光环行器Circulator、法布里-珀罗激光器F-P和光电探测器PD。第一可调谐激光器TLS1的输出端连接第一偏振控制器PC1的输入端，第一偏振控制器PC1的输出端连接第一光耦合器OC的输入端，第二可调谐激光器TLS2的输出端连接第二偏振控制器PC2的输入端，第二偏振控制器PC2的输出端连接第一光耦合器OC的输入端，第一光耦合器OC的输出端连接第三偏振控制器PC3的输入端，第三偏振控制器PC3的输出端连接光电调制器PM的输入端，光电调制器PM的输出端连接光环形器Circulator的第一端口，光环行器Circulator的第二端口连接法布里-珀罗激光器F-P，光环行器Circulator的第三端口连接光电探测器PD。其中光电调制器作为滤波器的输入端，用于输入待滤波的微波信号，光电探测器作为滤波器的输出端，输出滤波后的微波信号。使用本专利技术实施例提供的双通带可调谐微波光子滤波器进行滤波时，第一可调谐激光器和第二可调谐激光器各产生一路光信号，两路不同波长的光信号经第一光耦合器耦合后输入光电调制器，光电调制器将微波信号调制到光信号中，调制后的光信号从光环行器的第一端口输入，经第二端口输入到法布里-珀罗激光器中，经法布里-珀罗激光器反射的光信号从光环行器的第二端口输入，再从光环行器的第三端口输出，从而输入光电探测器，光电探测器将光信号转换成电信号，输出滤波后的微波信号。其中第一偏振控制器、第二偏振控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双通带可调谐微波光子滤波器，其特征在于，包括第一可调谐激光器、第一偏振控制器、第二可调谐激光器、第二偏振控制器、第一光耦合器、第三偏振控制器、光电调制器、光环行器、法布里‑珀罗激光器和光电探测器；第一可调谐激光器的输出端连接第一偏振控制器的输入端，第一偏振控制器的输出端连接第一光耦合器的输入端，第二可调谐激光器的输出端连接第二偏振控制器的输入端，第二偏振控制器的输出端连接第一光耦合器的输入端，第一光耦合器的输出端连接第三偏振控制器的输入端，第三偏振控制器的输出端连接光电调制器的输入端，光电调制器的输出端连接光环形器的第一端口，光环行器的第二端口连接法布里‑珀罗激光器，光环行器的第三端口连接光电探测器。

【技术特征摘要】
1.一种双通带可调谐微波光子滤波器，其特征在于，包括第一可调谐激光器、第一偏振控制器、第二可调谐激光器、第二偏振控制器、第一光耦合器、第三偏振控制器、光电调制器、光环行器、法布里-珀罗激光器和光电探测器；第一可调谐激光器的输出端连接第一偏振控制器的输入端，第一偏振控制器的输出端连接第一光耦合器的输入端，第二可调谐激光器的输出端连接第二偏振控制器的输入端，第二偏振控制器的输出端连接第一光耦合器的输入端，第一光耦合器的输出端连接第三偏振控制器的输入端，第三偏振控制器的输出端连接光电调制器的输入端，光电调制器的输出端连接光环形器的第一端口，光环行器的第二端口连接法布里-珀罗激光器，光环行器的第三端口连接光电探测器。2.根据权利要求1所述的双通带可调谐微波光子滤波器，其特征在于，第一可调谐激光器发射的光波波长大于法布里-珀罗激光器的中心主波长，第二可...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文轩，黄龙，陶继，陈向飞，
申请(专利权)人：南京信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32