一种长周期光纤光栅带通带阻滤波器，包括输入光纤、输入LPFG、输出光纤和输出LPFG，所述输入LPFG位于所述输入光纤的纤芯内，所述输出LPFG位于所述输出光纤的纤芯内，所述带通带阻滤波器还包括空芯光纤和纤芯模式反射器，所述空芯光纤熔接在所述输入光纤和输出光纤之间，在输入光纤与空芯光纤熔接的一端设置所述纤芯模式反射器，所述空芯光纤中心孔的直径和输入光纤、输出光纤纤芯的直径相等，所述空芯光纤的外层直径和输入光纤、输出光纤包层的外径相等。本发明专利技术提供一种同时实现带通和带阻滤波、避免LPFG耦合器结构中通过倏逝波耦合时效率低问题的长周期光纤光栅带通带阻滤波器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光纤传感领域与光通信无源器件领域，尤其涉及长周期光纤光栅 (LPFG)带通带阻滤波器。
技术介绍
光栅滤波器是用来进行波长选择的光器件，它可以从众多的波长中挑选出所需要 的波长。随着光通信技术的发展，光栅滤波器作为波分复用（WDM)光纤网络中必不可少的 关键器件，是波分复用光网络中的关键网元之一。自从1996年首次在单模光纤上写出周期 为数百个微米的LPFG以来，LPFG由于其制作简单、易于连接、插入损耗低、无后向反射等优 点，在光通信领域发挥着越来越重要的作用。此外，LPFG对环境参数（折射率、温度、湿度、 应力、弯曲、扭曲等）的变化很敏感，因此，在传感测量方面也具有很大的竞争优势。 长周期光纤光栅作用于同向传输的纤芯导模和包层模之间，它将纤芯导模耦合到 向前传输的包层模从而形成谐振波长的损耗峰，呈现出透射型带阻滤波特性。如果在长周 期光栅中引入一个相移部分，或者在两个LPFG之间嵌入一个纤芯模式阻滞器，LPFG也可以 作为透射型带通滤波器。但不论LPFG作为带通滤波器，还是带阻滤波器，都会浪费掉一部 分带宽。为了充分利用波长资源，研宄者又提出基于两个平行LPFG、利用两光纤包层间倏逝 波耦合效应的LPFG耦合滤波方案，它可以同时实现谐振波长的带通滤波和其他波长的带 阻滤波。但为了克服倏逝波耦合效率低的缺点，往往需要特殊制作的光纤或者两根光纤需 要特殊的相对位置。 总之，目前的长周期光纤光栅滤波器存在着功能单一或结构复杂、制作困难等缺 点。
技术实现思路
为了克服现有长周期光纤光栅滤波器存在的功能单一、结构复杂和制作困难的不 足，本专利技术提供一种同时实现带通和带阻滤波、避免LPFG耦合器结构中通过倏逝波耦合时 效率低问题的长周期光纤光栅带通带阻滤波器。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是： -种长周期光纤光栅带通带阻滤波器，包括输入光纤、输入LPFG、输出光纤和输出 LPFG，所述输入LPFG位于所述输入光纤的纤芯内，所述输出LPFG位于所述输出光纤的纤芯 内，所述带通带阻滤波器还包括空芯光纤和纤芯模式反射器，所述空芯光纤熔接在所述输 入光纤和输出光纤之间，在输入光纤与空芯光纤熔接的一端设置所述纤芯模式反射器，所 述空芯光纤中心孔的直径和输入光纤、输出光纤纤芯的直径相等，所述空芯光纤的外层直 径和输入光纤、输出光纤包层的外径相等。 进一步，所述纤芯模式反射器，是通过在输入光纤与空芯光纤熔接一端的纤芯处 镀膜，以形成反射端面进而制成的。 再进一步，所述镀膜为金属膜或介质膜。 本专利技术的技术构思为：通过在串联的两个LPFG之间熔接一段空芯光纤，并通过镀 膜的方法制作出纤芯模式反射器，从而同时实现带通和带阻滤波。 本专利技术的有益效果主要表现在：1)目前长周期光纤光栅滤波器，要么是带阻型 的，要么是带通型的，本专利技术长周期光纤光栅带通带阻滤波器可同时实现带通和带阻滤波； 2)与能够同时实现带通和带阻功能的LPFG耦合器所采用的光栅并排结构不同，本专利技术中 两个LPFG采用串联方式，不仅避免了并列的双光纤包层间倏逝波耦合效率低的问题，而且 是一种完全的in-fiber的器件，便于与其他光纤器件直接连接。【附图说明】 图1是长周期光纤光栅带通带阻滤波器结构示意图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术作进一步描述。 参照图1，一种长周期光纤光栅带通带阻滤波器，包括输入光纤101及输入 LPFG102、输出光纤105及输出LPFG106、空芯光纤104和纤芯模式反射器103,所述输入 LPFG102位于所述输入光纤101的纤芯内，所述输出LPFG106位于所述输出光纤105的纤 芯内，所述空芯光纤104恪接在所述输入光纤101和输出光纤105所在之间；在输入光纤与 空芯光纤熔接的一端设置所述纤芯模式反射器103,所述空芯光纤中心孔的直径和输入光 纤、输出光纤纤芯的直径相等，所述空芯光纤的外层直径和输入光纤、输出光纤包层的外径 相等。 所述纤芯模式反射器103,是通过在输入光纤101与空芯光纤104熔接一端的纤芯 处镀膜，以形成反射端面进而制成的。 进一步，所述用于纤芯模式反射器的镀膜，包括金属膜和介质膜。 再进一步，所述输入LPFG102和输出LPFG106的制作方法包括但不限于紫外光 (UV)光写入、〇)2脉冲激光写入、电弧写入、飞秒激光脉冲写入以及机械法等方法。 参照图1，整个器件的工作过程和原理如下：首先，通过输入光纤101中的输入 LPFG 102将宽光谱或波分复用输入光109中的谐振波长（图1中点划线箭头所示）从纤芯 模式耦合到包层模式LPlm*，谐振波长λ m满足相位匹配条件人,=Ozra -〇Λ，其中Λ、n。。 和心分别指光栅周期、纤芯的有效折射率和^^包层模的有效折射率。LP lm包层模式通过 空芯光纤104的包层进入输出光纤105的包层中，然后通过输出LPFG 106从包层模式耦合 回纤芯模式。这样透射光谱107在谐振波长处实现带通滤波特性。 同时，没有满足相位匹配条件的波长（图1中实线双向箭头所示）将留在输入光 纤101的纤芯中。输入光纤101末端的纤芯模式反射器103将有效反射向前传输的、剩余 的纤芯模式，并使其最终重新耦合回输入端，所以在反射光谱108中在谐振波长处显示出 带阻特性。 实际应用时可利用光环行器来实现输入和反射信号的区分。【主权项】1. 一种长周期光纤光栅带通带阻滤波器，包括输入光纤、输入LPFG、输出光纤和输出 LPFG，所述输入LPFG位于所述输入光纤的纤芯内，所述输出LPFG位于所述输出光纤的纤芯 内，其特征在于：所述带通带阻滤波器还包括空芯光纤和纤芯模式反射器，所述空芯光纤熔 接在所述输入光纤和输出光纤之间，在输入光纤与空芯光纤熔接的一端设置所述纤芯模式 反射器，所述空芯光纤中心孔的直径和输入光纤、输出光纤纤芯的直径相等，所述空芯光纤 的外层直径和输入光纤、输出光纤包层的外径相等。2. 如权利要求1所述的长周期光纤光栅带通带阻滤波器，其特征在于：所述纤芯模式 反射器，是通过在输入光纤与空芯光纤熔接一端的纤芯处镀膜，以形成反射端面进而制成 的。3. 如权利要求2所述的长周期光纤光栅带通带阻滤波器，其特征在于：所述镀膜为金 属膜或介质膜。【专利摘要】一种长周期光纤光栅带通带阻滤波器，包括输入光纤、输入LPFG、输出光纤和输出LPFG，所述输入LPFG位于所述输入光纤的纤芯内，所述输出LPFG位于所述输出光纤的纤芯内，所述带通带阻滤波器还包括空芯光纤和纤芯模式反射器，所述空芯光纤熔接在所述输入光纤和输出光纤之间，在输入光纤与空芯光纤熔接的一端设置所述纤芯模式反射器，所述空芯光纤中心孔的直径和输入光纤、输出光纤纤芯的直径相等，所述空芯光纤的外层直径和输入光纤、输出光纤包层的外径相等。本专利技术提供一种同时实现带通和带阻滤波、避免LPFG耦合器结构中通过倏逝波耦合时效率低问题的长周期光纤光栅带通带阻滤波器。【IPC分类】G02B6-02【公开号】CN104834057【申请号】CN201510240189【专利技术人】张明, 饶俊彦, 李锐, 乐孜纯 【申请人】浙江工业大学【公开日】2015年8月12日【申请日】2015年5月12日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种长周期光纤光栅带通带阻滤波器，包括输入光纤、输入LPFG、输出光纤和输出LPFG，所述输入LPFG位于所述输入光纤的纤芯内，所述输出LPFG位于所述输出光纤的纤芯内，其特征在于：所述带通带阻滤波器还包括空芯光纤和纤芯模式反射器，所述空芯光纤熔接在所述输入光纤和输出光纤之间，在输入光纤与空芯光纤熔接的一端设置所述纤芯模式反射器，所述空芯光纤中心孔的直径和输入光纤、输出光纤纤芯的直径相等，所述空芯光纤的外层直径和输入光纤、输出光纤包层的外径相等。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张明，饶俊彦，李锐，乐孜纯，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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