一种多通道微纳耦合式光纤滤波器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多通道微纳耦合式光纤滤波器，包括光源、探测器、多路微纳光纤耦合结构、第一及第二2

【技术实现步骤摘要】
一种多通道微纳耦合式光纤滤波器


[0001]本技术属于光电检测
，更具体地，涉及一种多通道微纳耦合式光纤滤波器。

技术介绍

[0002]耦合器作为光无源器件之一，在光无源器件中具有重要的地位。在1975年Kuwahara等人通过将两根光纤缠绕并放置在折射率溶液内制作了首个光纤耦合器。此后陆续出现了物理方法研磨的磨抛型光纤耦合器和熔融拉锥技术制作的熔锥型光纤耦合器。耦合器应用广泛，在光纤传感器、波分复用器、半导体激光器和光纤放大器中也是不可缺少的器件。
[0003]现有的通过熔锥工艺得到的微纳耦合器，谱形不均匀，结合图1发现无法作为梳状滤波器使用。目前微纳耦合器主要用于传感器检测折射率，温度，生物，化学，磁场，电流等。在通过简单拉锥方式得到的多通道梳状滤波器研究较少，无法实现灵活的波长切换。

技术实现思路

[0004]本技术致力于实现多波长的灵活切换，满足不同条件下的波长滤波需求，提出了一种多通道微纳耦合式光纤滤波器，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0006]一种多通道切换组合式微纳光纤耦合滤波器，包括光源、探测器、多路微纳光纤耦合结构、第一及第二2
×
2光纤开关、光纤环路以及光纤偏振控制器，多路微纳光纤耦合结构由n根输入光纤和n根输出光纤构成，其中n≥3；
[0007]光源和探测器连接至第一2
×
2光纤开关的两个输入端口，第一2
×
2光纤开关的两个输出端口连接至所述多路微纳光纤耦合结构中任意两根输入光纤，选定与该两根输入光纤对应的两根输出光纤作为输出端口，分别连接至第二2
×
2光纤开关的两个输入端口，第二2
×
2光纤开关的两个输出端口连接一个固定长度的光纤环路。
[0008]进一步地，光纤环路内连接有光纤偏振控制器。
[0009]本技术所带来的有益技术效果：
[0010]本技术作为多通道的微纳耦合式滤波器件，可以通过切换不同的输入输出光纤对，来实现不同滤波特性的调谐，而且，对应同一滤波器，通过调节偏振控制器，还可以实现滤波器的消光比调谐，该技术器件的线性调谐效果好，能实现波长和带宽的灵活切换，在激光器中可以作为波长控制元件，实现不同波长输出，在放大器中可以用作功率均衡，在传感中可以用于各种物理量的传感和消除交叉敏感等。
附图说明
[0011]图1是现有技术中微纳光纤耦合器输出透射谱；
[0012]图2是本技术中多通道微纳耦合式光纤滤波器结构示意图；
[0013]其中，1
‑
光源；2
‑
探测器；3
‑
第一2
×
2光纤开关；4
‑
多路微纳光纤耦合结构；5
‑
第二2
×
2光纤开关；6
‑
光纤环路；7
‑
光纤偏振控制器；
[0014]图3是本技术中微纳耦合式光纤滤波器透射谱和反射谱的输出光谱图；
[0015]其中，(a)为微纳耦合式光纤滤波器透射谱在偏振控制器角度
‑
45
°
～0时的输出光谱图；
[0016](b)为微纳耦合式光纤滤波器透射谱在偏振控制器角度0～45
°
时的输出光谱图；
[0017](c)为微纳耦合式光纤滤波器透射谱消光比随偏振控制器旋转角度变化的曲线图；
[0018](d)为微纳耦合式光纤滤波器反射谱在偏振控制器角度
‑
45
°
～0时的输出光谱图；
[0019](e)为微纳耦合式光纤滤波器反射谱消光比随偏振控制器旋转角度变化的曲线图；
具体实施方式
[0020]下面结合附图和具体实施例对本技术的具体实施方式做进一步说明：
[0021]一种多通道微纳耦合式光纤滤波器，如图2所示，包括光源1、探测器2、第一2
×
2光纤开关3、多路微纳光纤耦合结构4、第二2
×
2光纤开关5、光纤环路6、光纤偏振控制器7；多路微纳光纤耦合结构由n根输入光纤和n根输出光纤构成，其中n≥3；
[0022]光源1和探测器2连接至第一2
×
2光纤开关3的两个输入端口，第一2
×
2光纤开关3的两个输出端口连接至多路微纳光纤耦合结构4中任意两根输入光纤，选定与该两根输入光纤对应的两根输出光纤作为输出端口，分别连接至第二2
×
2光纤开关5的两个输入端口，第二2
×
2光纤开关5的两个输出端口连接固定长度的光纤环路5，光纤环路5内连接有光纤偏振控制器6；
[0023]具体地，光源1和探测器2构成光电检测装置，用于将输出的光谱信息进行记录；
[0024]具体地，第一2
×
2光纤开关3和多路微纳光纤耦合结构4构成光纤环路滤波器切换装置，用于实现光耦合环路切换，进而实现耦合滤波器的波长、带宽及透射/反射率的切换；
[0025]具体地，光纤偏振控制器7和光纤环路8构成滤波透射/反射率调谐装置，用于实现每个光纤滤波器的光谱消光比可调。
[0026]具体地，光源1发出的光经过多路微纳光纤耦合结构4分成两路进入光纤环路6，这两束光分别经过光纤偏振控制器7再回到微纳光纤耦合机构4耦合，最终输出至探测器2。
[0027]具体地，第二2
×
2光纤开关4切换不同的两根输入和输出光纤对，使多路微纳光纤耦合结构4和光纤偏振控制器7构成不同的环路x和环路y从而达到不同波长滤波的需求，光纤偏振控制器7连接在环内，得到其透射谱滤波特性。
[0028]通过理论研究提出的滤波器的滤波特性，光源通过微纳光纤耦合器3分别以顺时针方向和逆时针方向在环路内传输，其中偏振调控器5的传输矩阵方程如下：
[0029][0030][0031][0032]逆时针方向：
[0033][0034]顺时针方向：
[0035][0036]其中，
[0037]A＝cos2(θ1‑
θ2)+cos2(θ3‑
θ2)
[0038]B＝cos2θ2‑
cos2(θ3+θ1‑
θ2)
[0039]C＝sin2(θ1‑
θ2)
‑
sin2(θ3‑
θ2)
[0040]D＝sin2θ2‑
sin2(θ3+θ1‑
θ2)
[0041]那么透射谱和反射谱的输出函数为：
[0042][0043][0044]其中，β＝2arctan(D/C)，β为诱导相移，为相位，Δn，L，λ分别为有效折射率差，光纤长度和工作波长。为了使其光谱只受偏振角度影响，必须使诱导相移恒定即β为0或π。这时得到其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道切换组合式微纳光纤耦合滤波器，其特征在于，包括光源、探测器、多路微纳光纤耦合结构、第一和第二2
×
2光纤开关、光纤环路以及光纤偏振控制器，所述多路微纳光纤耦合结构由n根输入光纤和n根输出光纤构成，其中n≥3；所述光源和探测器连接至第一2
×
2光纤开关的两个输入端口，第一2
×
2光纤开关的两个输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘荫明，郭传臣，苏磊，李丽君，李秀东，栾心国，吴建新，闫占瑞，邱锡荣，付廷波，杨敏，马茜，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：新型
国别省市：