基于多光源的可调谐微波光子滤波器

• 作 者: 周霏
• 出 处: 南京邮电大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 微波光子滤波器 光纤光栅 相位调制

随着光通信技术的日益发展,利用光学方法进行微波信号处理的微波光子滤波器得到了广泛关注。利用微波光子滤波器可以克服电器件处理高频微波时存在的瓶颈,具有抗电磁干扰、低损耗的特点。因此,微波光子滤波器被广泛应用于无线光纤传输系统。微波光子滤波器作为无线光纤传输系统的重要组成部分,增大其可调性可以大大增加系统灵活性和适用范围,有着重要的研究意义。目前微波光子滤波器主要分为延时结构与非延时结构微波光子滤波器,延时结构微波光子滤波器由有限冲击响应与无限冲击响应的微波光子滤波器这类滤波器频率响应具有周期性,且需要数公里光纤实现延时,相对比较复杂。非延时结构微波光子滤波器包含基于相位调制至强度调制的转换原理的微波光子滤波器。有多种方法可以实现这一转换,比如,基于受激布里渊散射的方法、基于法布里半导体光放大器的方法、以及基于相移光纤光栅的方法等。其中基于相移光纤光栅的方法比较简单易行。然而,通带带宽的不可调性限制了实际应用的灵活性,而且,在实际应用中,有时需要双通带滤波器及带陷滤波器。因而,本文在基于相移光纤光栅的微波光子滤波器的基础上进行改进,增大其可调谐,并对带通与带陷滤波器转换进行了设计研究。本文主要工作如下:1.提出了一种基于双光源的可调谐微波光子滤波器。首先,我们利用双光源和双相移光纤光栅实现了可调谐微波光子带通滤波器。将双光源经过相位调制后,利用双相移光纤光栅的反射模式中的两超窄陷波分别对两相位调制光信号的边带进行抑制,实现相位调制至强度调制的转换。通过调节两光源的中心波长可以实现单通带与双通带之间的切换,实现单通带的中心频率可调以及3dB带宽可调,实现双通带频率同时可调或者单独可调。建立了理论模型并进行了数值分析,最后通过实验进行了验证。实现了3dB带宽由180MHz至319MHz的可调,中心频率从1GHz到7GHz可调。2.在微波光子带通滤波器的基础上提出了一种基于三光源的可调谐带陷(带阻)微波光子滤波器。我们利用切趾光纤布拉格光栅与一个激光源实现与原带通滤波器相位相反的全通滤波器,当两滤波器合并时实现带陷滤波器。通过理论计算实现了一个单带陷与双带陷可切换的可调谐微波光子滤波器,模拟结果表明阻带的3dB带宽由178MHz增加至281MHz,中心频率从5GHz到8GHz可调,大大增加了滤波器的可调性和应用范围。