基于3×3和2×2耦合器的非对称交错滤波器的设计

为提高MZI(马赫-曾徳干涉仪)型交错滤波器的输出光平坦度,扩大信道带宽,提出了由1个3×3和两个2×2单模光纤耦合器组成的全光纤级联MZI型交错滤波器,用传输矩阵法推导出了模型的输出谱和相关参数之间的表达式并进行了特性分析。结果表明:当耦合器的分光比和光纤干涉臂之差为定值时,可以产生理想的交错谱图。这种滤波器信道间隔为2nm。此外应用双环光纤辅助的方法可使得输出波形的顶端更加平坦,边模抑制比贴近理论值。     

一种新型级联M-Z波长交错器的设计与实验

提出了由1个2×2和3个3×3单模光纤耦合器级联组成的全光纤Mach-Zehnder干涉仪(MZI)型波长交错滤波器.分析结果表明:组成滤波器干涉臂的第2对臂长差为第1对臂长差的偶数倍时,耦合器分光比取一些定值可得到输出波形通带平坦、阻带加宽和透射率形态近似于方波的波长交错滤波器.与通常的MZI相比,其最大的优点就是:在实际制作时可以对每个耦合器的分光比进行准确的监测和控制,大大降低了MZI型波长交错滤波器的制作困难.通过实验所得的结果与理论相吻合.     

全光纤马赫-曾德尔干涉仪型不等带宽梳状滤波器

提出了由2个3×3和1个3×3单模光纤耦合器级联组成的全光纤Mach-Zehnder干涉仪(MZI)型不等带宽交错(梳状)滤波器。分析结果表明:两对光纤干涉臂长度差相等时,各耦合器的耦合系数选取适当值,器件实现了奇偶信道上不等带宽输出,分别用于10和40Gb/s传输,信道间隔为0.8nm,信道隔离度大于25dB。与其它不等带宽梳状滤波器相比,该器件基于MZI型梳状滤波器,且在实际制作时可以对每个耦合器的分光比进行准确监测和控制,大大降低了制作困难。实验所得结果与理论分析相吻合。     

熔锥平行排列3×3单模光纤耦合器的研究

平行排列 3× 3单模光纤耦合器在光开关、光缓存器、光谐振腔、光滤波器等方面有很重要的应用 ,偏振态的演化和波长特性是耦合器应用中的关键问题。利用模耦合理论对平行排列 3× 3单模光纤耦合器的输出性能进行了详细分析 ,得出了光纤引线对耦合器的输出偏振态演化起主要作用 ,而耦合区的影响则比较小 ;通过理论推导模耦合系数 ,分析了耦合器的分光比随波长的变化关系 ,得出了输出分光比比较稳定的耦合器所需要的合适芯间距(对于我们研制的为 12 .5 μm)。并采用可移动火焰实际研制出了具有长耦合区的平行排列 3× 3单模光纤耦合器 ,测试表明输入光波长在 1 5 0 0～ 1 5 75 μm范围内变化时 ,耦合器的输出分光比变化不大 ,理论与实验结果基本相符     

3×2型马赫-曾德尔干涉仪交错滤波器理论研究

对由1个3×3和1个2×2单模光纤耦合器串联组成的全光纤Mach-Zehnder干涉仪（MZI）型波长交错滤波器进行了详细分析。结果表明：可以根据实际需要,通过调节马赫-曾德尔干涉仪干涉臂的臂长差和第2个耦合器耦合比来控制输出波的谱形图,以达到所需的多波长交错滤波器。     

基于”8”字形光纤谐振环全光纤MZI型梳状滤波器的设计与实验研究

为改善常规全光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型 滤波器的输出特性,提出了由2个2×2光纤耦合 器和1个”8”字形光纤谐振环级联组成全光纤MZI型梳状滤波器的设计方案。根据基本结构 ,应用光纤 传输理论和矩阵理论,得到滤波器输出谱的表达式,对其特性进行数值模拟分析,结果表明 :当耦合器分光 比取一些定值时,可得到输出波形通带平坦、形态近似于方波的梳状谱图,其25dB截止带带宽和0.5dB通 透带带宽明显改善,其值分别为26.2GHz和38.4GHz;器件具有一定的抗偏差能力 降低了制作难度,传输损耗对滤波器消光特性的影响较小。实验结果与理论分析相吻合。     

基于双耦合器的全光纤不等带宽波长交错滤波器的设计

为提高波长交错滤波器(interleaver)带宽的利用 率,提出了基于一字型3×3和2×2光纤耦合器组成 全光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型不等带宽波长交错滤波器(interleaver)的设计方案。运 用光纤传输理论 和矩阵理论,得到滤波器输出谱的表达式;依据傅里叶级数的理论,优化选择器件的结构参 数;数值 模拟分析了器件的输出特性。结果表明:两个耦合器的耦合系数和光纤干涉臂长差取一些定 值时,器 件主要的两路输出带宽不等,它们的3dB带宽分别为31.5和 65.6GHz,满足不同传输速率10和40Gbit/s对带宽的要求,较等带宽interle aver有更高的利用率;通过分析器件结构参数对输出谱的影 响,发现器件具有一定的抗偏差能力;与普通的级联MZI型interleaver相比,新型器件的优 点是耦合 器少,在实际制作时可准确控制和检测耦合器的分光比,从而降低了制作难度。实验结果与 理论分析相吻合。     

三信道全光纤梳状滤波器输出光谱分析

对于同样信道数的波分复用,采用三信道器件比用两信道器件更为简单。文章对一种能够实现三信道平坦输出的全光纤梳状滤波器的新结构进行了分析,推导了新结构的能量传输表达式,详细讨论了耦合器分光比的改变对滤波特性的影响。结果表明,当组成新结构的光纤干涉臂间的长度差和耦合器分光比取某些定值时,可形成一个复用间隔相等、通带平坦的三信道全光纤梳状滤波器,且波分复用的信道间隔仅仅取决于干涉臂长差的大小。     

基于双芯光纤耦合器的梳状滤波器

基于失配光纤耦合器的波长特性,从理论上详细分析了两芯间隔d,两芯之间的失配度Δβ及耦合区长度z对其光谱特性的影响。结果表明,当Δβ和d较小时光纤耦合器可以成为梳状滤波器。Δβ主要影响梳状滤波器的消光比,z和d在两芯子匹配的情况下主要影响峰值波长位置和间隔。通过将一根两芯间隔d=12μm的单模双芯光纤(TCF)的一个芯子熔接在两根单模光纤(SMF)之间,实验制得基于双芯光纤耦合器的全光纤型梳状滤波器,其消光比可达25 dB,插入损耗为3.1 dB。通过使用不同长度的TCF获得了不同的峰值波长间隔,并使用波长为248 nm的紫外光对其峰值波长和消光比进行了调节。     

基于F-P滤波器的光纤光栅解调系统的优化设计

为了提高基于法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)滤波器的光纤光栅波长解调系统的性能,提出了一种采用新型光纤梳状滤波器作为参考波长装置的解调方案.新型光纤梳状滤波器由两个啁啾光栅和一个光耦合器组成,与传统的参考光栅相比可以为解调系统提供更多的参考点.优化后的解调系统重复性好,运行更稳定、精确.     

全光纤平顶梳状滤波器技术综述

对全光纤平顶梳状滤波器的发展现状进行了详细介绍,并利用琼斯矩阵分析方法对利用三个级联M-Z干涉仪结构设计的光学梳状滤波器进行了详细的理论分析和数值模拟。在系统输出端3处获得一平顶的梳状滤波谱,同时在输出端4获得一个消光比约为M-Z干涉仪消光比两倍的梳状滤波谱。该系统滤波谱由M-Z干涉仪的臂长差决定,与臂长以及输入光的偏振态都无关。     

一种新型窄线宽掺铒光纤激光器

为了实现稳定的窄线宽激光输出,设计了一种基于有源光纤环形滤波器的窄线宽掺铒光纤激光器,对其系统原理和实验分析进行了讨论。在环形腔中熔接一支分光比为50∶50的2×2熔融拉锥型耦合器,并且通过在该耦合器另外两端熔接一段长2 m的有源光纤,构成有源光纤环形滤波器,实现压窄线宽的目的。实验结果表明,在熔接环形滤波器后,输出激光边模得到明显抑制;在0~400 MHz频谱范围内,激光工作在单纵模运转状态;输出激光的3 dB线宽为3.4 kHz。     

基于掺铒光纤环形滤波器和多模光纤光栅的双波长激光器

提出了基于掺铒光纤环形滤波器和多模光纤光栅的双波长激光器。在单波长光纤激光器的基础上,增加了多模光纤布拉格光栅(MM-FBG)和高精细度的光纤滤波器。其中多模光纤布拉格光栅作为激光器的波长选择元件,可产生两个波长的激光输出。高精细度的光纤滤波器由两个光耦合器和一段弱泵浦的掺铒光纤构成,掺铒光纤产生的增益和光纤时延使滤波器具有高精细度的梳状谱响应,从而抑制了激光器产生的不需要模式,保证了输出的激光具有窄线宽特性。以980 nm的激光二极管(LD)作为泵源,得到了线宽为0.07 nm或0.08 nm的双波长输出,表明滤波器具有良好的滤波效果。     

基于平行排列3×3耦合器的光器件

本文对基于平行排列3×3耦合器的光纤器件进行了研究。平行排列3×3耦合器不仅可以实现双端口光开关、全光缓存器、光纤谐振腔等器件,而且可以用作可调耦合比的耦合器。由于平行排列3×3耦合器的弱耦合特性和平行排列结构,使得基于平行排列3×3耦合器的光器件具有许多独特的特点。更重要的是,由于这种耦合器的平行排列结构,使得它很容易做成平板波导结构,形成各种集成光器件。     

偏振无关的全光纤窄带通梳状滤波器

提出了一种基于二阶高双折射光纤(HBF)Sagnac环Sagnac环镜的全光纤窄带通梳状滤波器。二阶HBFSagnac环镜由单环构成,环中包含2段HBF。对照由2个一阶HBFSagnac环镜级联实现的窄带通梳状滤波器,进行了理论推导和试验证明。结果表明,当二阶HBFSagnac环镜中的2段HBF的长度设定为L1∶L2=1∶2,入射光与HBF快轴间的夹角为θ1+θ3=45°、θ2=45°时,实现了类似于2个一阶HBFSagnac环镜级联的传输谱,具有窄带通和宽信道间隔的特点。与对照的方案相比,边模抑制比高出3dB,此外还具有插入损耗低、实现简单等优点。理论推导与实验结果吻合。     

单一偏振的多波长环形腔掺镱光纤激光器

在环形腔掺镱光纤激光器中加入一段G .6 5 2光纤作为多模光纤 ,依靠其中导模的空间模式跳变构成动态梳状滤波器 ,于室温下实现了掺镱光纤激光器 1 0 3μm波长附近稳定的 6波长激光同时输出。激光线宽为 0 15nm ,边模抑制比达到 4 0dB以上。通过调整腔内的偏振控制器 ,可以得到不同波长个数和波长间隔的多波长激光输出     

基于3×3耦合器的马赫-曾德尔干涉仪的光纤光栅波长解调技术

介绍了一种基于3×3和2×2光纤耦合器构成的非平衡马赫-曾德尔干涉仪的波长解调方案。理论分析和数据对比表明,相对于由两个2×2光纤耦合器构成的马赫-曾德尔干涉仪,本干涉仪具有宽谱的灵敏度、能跟踪波长的变化方向和相位展开的优点。实验方案用于测量固定在悬臂梁上的传感光纤布拉格光栅(FBG)的峰值波长变化,获得了±1 pm的静态波长解调精度,在10 Hz处的动态分辨率为27 n/εHz。相位展开算法使得应变测量范围达到了2014με,对应的相位变化为3.22π。     

全光纤迈克尔逊-萨尼克干涉仪型梳状滤波器实验研究

提出用3dB耦合器和光纤环镜制作了一种全光纤迈克尔逊-萨尼克型光学梳状滤波器，其信道间隔为50GHz。实验研究了其电调谐特性及干涉臂的扭转对其输出特性的影响。对全光纤迈克尔逊-萨尼克型梳状滤波器与马赫-曾德尔干涉仪型梳状滤波器的性能优劣进行了分析比较，其结果可以为今后该器件的制作及关键技术的解决提供参考。     

采用复合滤波器的温度可调谐多波长光纤激光器

提出了一种基于复合光纤滤波器的在室温下稳定输出多波长掺铒光纤激光器,该激光器由两个级联球状结构的马赫-增德尔干涉仪（MZI）和一个双折射光纤滤波器-Lyot滤波器组成。球状结构MZI是由光纤熔接机在一段单模光纤（SMF）放电设计而成的。Lyot双折射光纤滤波器是利用一段保偏光纤（PMF）和两个偏振控制器（PC）连接而成,该结构可以诱导非线性偏振旋转效应和双折射光纤效应来抑制模式竞争产生多波长。Lyot滤波器和球状结构的MZI作为模式限制器件,并且Lyot滤波器对级联球状结构MZI的透射谱进行调制,其透射谱周期决定了复合滤波器结构的透射谱周期。在室温下,该系统实现了边模抑制比约为40 dB的九个波长的同时激射,且波长间隔约为0.68 nm,与Lyot滤波器透射谱周期一致。为了验证输出波长的稳定性,在2 h内,每隔10 min观察输出的波长,实验证明,室温下中心波长输出功率的浮动小于0.67 dB。此外,将两个球状结构MZI放置在高温炉上,使其外界温度从30℃升至110℃时,输出波长光谱的调谐范围可达到6.69 nm。     

采用F-P光纤环滤波器的窄线宽环形腔光纤激光器

提出了一种采用F-P光纤环滤波器的窄线宽环形腔激光器,该激光器采用环形腔结构,两个耦合比为30:70的耦合器和一段2 m长的未泵浦掺铒光纤构成F-P光纤环滤波器,F-P光纤环滤波器产生的梳状谱,可以增大激光模式之间的自由光谱范围（FSR）,在一定程度上减小跳模现象的发生,有利于模式的稳定。研究表明,通过对掺铒光纤的优化和耦合器的选择可以提高F-P光纤环滤波器的精细度,而F-P光纤环中的未泵浦掺铒光纤起到饱和吸收体的作用,使输出激光的线宽得到有效压缩。将保偏光纤光栅和F-P光纤环滤波器共同应用于环形腔掺铒光纤激光器,在室温下得到了3 dB线宽均小于0.07 nm（实验室光谱仪最小分辨率）的窄线宽双波长输出。在2 h的观测时间内,最大峰值功率波动小于0.4 dB,具有良好的稳定性。