一种多级联光纤光栅滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种多级联光纤光栅滤波器，主要由输入光纤、输出光纤和多级联光纤光栅组成，输入光纤的第一端接入信号光源，输入光纤的第二端与多级联光纤光栅的首端相连接，多级联光纤光栅的尾端与输出光纤的第一端相连接，输出光纤的第二端输出信号光源，多级联光纤光栅主要由多个中心周期不同的光纤光栅组首尾串联连接构成，光纤光栅组主要由多个中心周期相同的单元光栅首尾串联连接构成，优点在于该滤波器对不同布拉格条件下的波长均产生反射，极大地扩展了滤波范围，同时滤波信道等间隔分布，且具有多信道（大于４０个）、高密度（信道间隔小于０．５ｎｍ）、高反射（接近１００％）、波段选择性好等特性，实现了超宽带可调谐的梳状滤波。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种滤波器，尤其是涉及一种高密度、高反射率、超宽带宽和波段选择 性好的多级联光纤光栅滤波器。
技术介绍
在光纤密集型波分复用/解复用技术已经十分成熟的今天，利用各种光纤光栅制 作可调谐、多信道光纤梳状滤波器，将这种滤波器作为光纤密集型波分复用/解复用器的 核心器件已扮演着愈来愈重要的角色，同时这种滤波器在其它光纤通信系统、激光器及传 感器中也有着广泛的应用。因此，随着信息技术的飞速发展，对高隔离度、多信道的光纤梳 状滤波器提出了日益迫切的需求。光纤光栅是最近几年发展最为迅速的光纤无源器件之一，其光纤纤芯内介质折射 率呈周期性调制，具有多种类型，如布拉格(Bragg)光纤光栅、啁啾光纤光栅和长周期光纤 光栅等。自Ouellette于1987年首次提出啁啾光纤光栅对长距离光通信系统进行色散补 偿以来，啁啾光纤光栅因体积小、结构简单、成本低廉、插入损耗低和兼容性好，且输出的信 道带宽可由啁啾光纤光栅的总啁啾量进行调控等优点，因此啁啾光纤光栅可以很好地应用 于色散补偿、脉冲压缩、滤波和传感等领域中。利用啁啾光纤光栅的上述特性，可以设计出可调谐、高性能、多信道的密集梳状滤 波器。目前，已有多种基于啁啾光纤光栅的光纤梳状滤波器的制作方案一种方案为采用重 叠写入线性啁啾光纤光栅，即在光纤的相同部位写入多个布拉格光纤光栅，制成啁啾光纤 光栅带通型滤波器，这种滤波器具有较大的反射带宽，但是在光纤的同一位置写入多个布 拉格光纤光栅并保持良好特性，技术要求比较高；另一种方案为取样光纤光栅型滤波器，如 啁啾取样布拉格光纤光栅和相移取样布拉格光纤光栅，由于布拉格光纤光栅的折射率受到 取样函数的调制，其反射谱为分离的周期性的波长信道，因此信道数目越多需要的折射率 调制越大。上述两种方案制作的滤波器均存在反射率低、滤波带宽不够平坦、难以实现选择 性波段滤波等缺点，致使滤波效果并不十分理想。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有高反射率、超宽信道带宽和滤波带宽 平坦的多级联光纤光栅滤波器，且该滤波器可在选择的波长范围内实现分段梳状滤波。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为一种多级联光纤光栅滤波器，主 要由输入光纤、输出光纤和多级联光纤光栅组成，所述的输入光纤的第一端接入信号光源， 所述的输入光纤的第二端与所述的多级联光纤光栅的首端相连接，所述的多级联光纤光栅 的尾端与所述的输出光纤的第一端相连接，所述的输出光纤的第二端输出信号光源，所述 的多级联光纤光栅主要由多个中心周期不同的光纤光栅组首尾串联连接构成，所述的光纤 光栅组主要由多个中心周期相同的单元光栅首尾串联连接构成。所述的输入光纤的第二端与第1个所述的光纤光栅组中的第1个所述的单元光栅3相连接，第1个所述的光纤光栅组中的最后一个所述的单元光栅与第2个所述的光纤光栅 组中的第1个所述的单元光栅相连接，第2个所述的光纤光栅组中的最后一个所述的单元 光栅与第3个所述的光纤光栅组中的第1个所述的单元光栅相连接，依次首尾连接，直至最 后第2个所述的光纤光栅组中的最后一个所述的单元光栅与最后一个所述的光纤光栅组 中的第1个所述的单元光栅相连接，最后一个所述的光纤光栅组中的最后一个所述的单元 光栅与所述的输出光纤的第一端相连接。所述的单元光栅为线性啁啾光纤光栅。一个所述的光纤光栅组由m个所述的单元光栅组成，该所述的光纤光栅组和构成 该所述的光纤光栅组的各个所述的单元光栅的中心周期相同，记为Aci，所述的中心周期 A0由布拉格条件决定；一个所述的单元光栅的周期沿轴向线性变化，记周期为Λ，Λ (ζ) =Aci(I-Cz), -1/2< ζ <1/2，其中，c表示所述的单元光栅的啁啾系数，1表示所述的单 元光栅的长度；将一个所述的单元光栅的周期沿轴向线性变化的总变化量表示为总啁啾量 C, C = A0Cl, C e 。各个所述的光纤光栅组的中心周期沿轴向等差递减，令第1个至最后一个所述的 光纤光栅组的中心周期分别为Λ01，A02,…，A01,…，Ackm-D, Aom, A01 > A02 >·> A01 > > Λο(Μ- > ΛΟΜ，且 A01-A02 = A02-A03 = ΛΟ(Μ-Ι)-Λομ = cl，其中，cl 表示常数，M 表 示所述的光纤光栅组的总个数，1 ^ I ^M0与现有技术相比，本专利技术的优点在于通过将多个中心周期相同的单元光栅串联 连接构成光纤光栅组，使得光纤光栅组具有很好的滤波特性，通过将多个中心周期各不相 同的光纤光栅组串联连接构成滤波器，使得该滤波器对不同布拉格条件下的波长均产生反 射，极大扩展了滤波范围，同时滤波信道等间隔分布，且具有多信道(大于40个)、高密度 (信道间隔小于0. 5nm)、高反射(接近100% )、波段选择性好、与偏振状态无关等特性，实 现了超宽带可调谐的梳状滤波器。本专利技术的滤波器特别适合用作多波长输出激光器的反馈 谐振腔、光纤光栅复用/解复用器和光放大器中的噪声抑制。附图说明图1为本专利技术的多级联光纤光栅滤波器的结构示意图；图2为包含有15个单元光栅的一个光纤光栅组(Λ^ = 5.338μπι)构成的滤波器 的反射谱；图3为图2中波长范围在1. 549 μ m 1. 551 μ m之间的反射谱精细图；图4 为由 3 个中心周期分别为 Atll = 0. 531 μ m，A02 = 0. 530 μ m 和 Atl3 = 0. 529 μ m的光纤光栅组1、2、3串联连接构成的多级联光纤光栅滤波器，当每个单元光栅的 总啁啾量C = Inm时，单元光栅的周期随多级联光纤光栅滤波器的长度变化的示意图；图5 为由 3个中心周期分别为 Atll = 0. 531 μ m, A02 = 0. 530 μ m 和 Atl3 = 0. 529 μ m的光纤光栅组1、2、3串联连接构成的多级联光纤光栅滤波器，当每个单元光栅的 总啁啾量C = Inm时，多级联光纤光栅滤波器的反射谱；图6为图5中任意一个光纤光栅组1、2或3的反射谱；图7为图5中波长范围在1. 5365 μ m 1. 5385 μ m之间的反射谱精细图；图8 为由 3个中心周期分别为 Atll = 0. 531 μ m, A02 = 0. 530 μ m 和 Atl3 =0. 529 μ m的光纤光栅组1、2、3串联连接构成的多级联光纤光栅滤波器，当每个单元光栅的 总啁啾量C = O. 7nm时，单元光栅的周期随多级联光纤光栅滤波器的长度变化的示意图；图9 为由 3 个中心周期分别为 Atll = 0. 531 μ m，A02 = 0. 530 μ m 和 Atl3 = 0. 529 μ m的光纤光栅组1、2、3串联连接构成的多级联光纤光栅滤波器，当每个单元光栅的 总啁啾量C = O. 7nm时，多级联光纤光栅滤波器的反射谱；图10 为由 3 个中心周期分别为 Atll = 0. 531 μ m，A02 = 0. 530 μ m 和 Atl3 = 0. 529 μ m的光纤光栅组1、2、3串联连接构成的多级联光纤光栅滤波器，当每个单元光栅的 总啁啾量C = 2. 5nm时，单元光栅的周期随多级联光纤光栅滤波器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级联光纤光栅滤波器，其特征在于主要由输入光纤、输出光纤和多级联光纤光栅组成，所述的输入光纤的第一端接入信号光源，所述的输入光纤的第二端与所述的多级联光纤光栅的首端相连接，所述的多级联光纤光栅的尾端与所述的输出光纤的第一端相连接，所述的输出光纤的第二端输出信号光源，所述的多级联光纤光栅主要由多个中心周期不同的光纤光栅组首尾串联连接构成，所述的光纤光栅组主要由多个中心周期相同的单元光栅首尾串联连接构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周骏，苑红伟，马伟涛，孙永堂，刘晓，阳明仰，林豪，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]