基于PCF的可编程MZI多波长滤波器设计

实验证明了一种基于可编程、热控制马赫-曾德尔干涉仪的自由光谱范围(FSR)可调谐梳状滤波器,该滤波器由乙醇填充的单模光子晶体光纤组成,通过选择性地激活独立的加热元件,使用数字热敏机头来调节相位差,从而可以方便对FSR进行数字调谐。该滤波器在较宽的波长范围内,具有周期性平顶通带陡边特征和高消光比。

基于啁啾相移光纤光栅的多波长滤波器的研究

使用Ⅴ-Ⅰ传输矩阵法分析了相移量、相移点位置以及啁啾系数对啁啾相移光纤光栅透射谱特性的影响,并分析了在啁啾光纤光栅中同时引入多相移时生成的多陷波滤波器的波长间隔,发现其与以同样的位置引入单相移时陷波滤波器的波长偏离间隔基本一致。依据仿真分析结果,可以优化啁啾相移光栅相移数量、位置间隔、啁啾系数和相移量的参数选择,设计出实际需要的多波长滤波器。

集成光学声光可调谐波长滤波器的研制

阐述了中心波长为 1.52 3μm的集成光学声光可调谐波长滤波器的各项理论参数、制作工艺以及性能测试。在有效声光相互作用长度 16mm、射频驱动功率 35mW时 ,获得了模式转换效率大于 99.3%、插入损耗小于 - 4dB、带宽 1.6nm、3dB调谐范围为 140nm的实验结果。

全光纤反射式马赫-曾德尔干涉型多波长滤波器的研究

对反射式的马赫 -曾德尔干涉型多波长滤波器的性能作了较详细的研究 ,得出了两个耦合器的分光比和两臂的臂长差对其输出谱线的影响。结论对设计制作不同性能指标的该型多波长滤波器具有重要的参考价值。实验上用光纤熔融拉锥法制作了该种器件 ,实验结果与理论相符合。

不依赖于偏振的可调谐的集成光学波长滤波器的研究

1.引言提高光纤通信系统的容量的一个有效、可行的方法便是采用波分复用技术(WDM)。在WDM系统中,要选出携载信息的某一波长,可调谐的波长滤波器是必不可少的。本项目提出的不依赖于偏振的可调谐的波长滤波器具有稳定性好、可靠性高的优点,是今后集成光学波长滤波器发展的主流。我们研制的不依赖于偏振的可调谐的集成光学波长滤波器的整体结构,如图1所示。它主要由两个交叉型TE/TM模分离器和叉指式换能器组成。

基于双耦合器的平坦型全光纤波长交错滤波器

提出了由一个3×3单模光纤耦合器和一个2×2单模光纤耦合器级联组成的波长交错滤波器,给出了其基本结构形式。将3×3耦合器中的两边两个输出端口连接在一起,中间端口为反射回路,形成一个3阶级联反射式Mach-Ze-hnder干涉仪,利用傅里叶级数展开的方法对其输出特性进行了分析。分析结果表明:组成滤波器的两个耦合器分光比和干涉臂的臂长差取一些定值时,可得到输出波形通带平坦的波长交错滤波器,其输出稳定性和隔离度均得到了提高。与通常的3阶级联Mach-Zehnder干涉仪相比,耦合器数目减少,在实际制作时可以对耦合器的分光比和干涉臂臂长差进行准确监测和控制。

基于2×2和3×3耦合器的级联马赫-曾德干涉仪型波长交错滤波器

针对全光纤级联Mach-Zehnder干涉仪型(CMZI)波长交错滤波器在实际制作过程中存在的问题,提出了由一个2×2和两个3×3单模光纤耦合器级联组成的全光纤CMZI型波长交错滤波器并进行了分析。分析结果表明:组成滤波器干涉臂的第二对臂长差为第一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、透射率形态近似于方波的波长交错滤波器。与通常的CMZI相比,最大的优点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CMZI型波长交错滤波器的制作困难。最后进行了实验研究,实验所得结果与理论结果相吻合。

四级方向耦合器组成的全光纤波长交错滤波器

提出了一种由两个2×2和两个3×3光纤耦合器级联组成的全光纤Mach-Zehnder干涉仪型波长交错滤波器,由光纤传输理论,得到光谱的输出表达式。分析结果表明:组成滤波器干涉臂的第三对臂长差为第一对臂长差的2倍时,耦合器分光比取一些定值可得到输出波形通带平坦、透射率形态近似于方波的波长交错滤波器,谱线峰间的波长间隔约1.6nm。通过实验所得的结果与理论相吻合。

一种新型不等带宽波长交错滤波器的设计

为改善常规马赫-曾德尔干涉仪型波长交错滤波器的输出特性,提出了一种将光纤环型腔加入非平衡马赫-曾德尔干涉仪的干涉臂中构成的新型波长交错滤波器,运用光纤传输理论和矩阵理论,得到该器件的输出表达式。通过数值模拟分析了光纤环型腔的耦合比和光纤臂长差对该波长交错滤波器性能的影响。结果表明:组成滤波器干涉臂的两对臂长差相等时,光纤环型腔的耦合比取一些定值可得到平坦的输出光谱,该器件在3dB处,奇信道带宽大于15GHz用于10Gb/s的传输,偶信道带宽大于60GHz用于40Gb/s的传输。这种滤波器在10Gb/s向10Gb/s+40Gb/s升级过程中作为复用-解复用器具有很大优势。

一种新型级联MZI型不等带宽波长交错滤波器的设计

为了满足在光纤通信系统中不同传输速率对带宽的要求,提出了基于1个3×3和2个2×2光纤耦合器级联组成全光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型不等带宽波长交错滤波器的设计方案.运用光纤传输理论和矩阵理论,推得器件输出谱的表达式,对其特性进行数值模拟分析,结果表明:器件将50GHz的输入信号分离成信道间隔为100GHz的奇偶两路输出信号,满足了10Gbit/s+40Gbit/s混合系统中不同传输速率对带宽的要求,实现不等带宽传输;器件中对耦合器的结构参数偏差要求不同而降低了制作难度.该滤波器较等带宽交错滤波器带宽利用率更高,在光纤通信系统中有着潜在的应用价值.

非对称型波长交错滤波器的设计

提出了由2个3x3和1个2x2单模光纤耦合器级联组成的全光纤马赫-曾德尔干涉仪型波长交错滤波器,给出了基本结构,运用光纤传输理论和矩阵理论,得到该器件的输出表达式,并对其输出特性进行了分析.分析结果表明:当组成滤波器的3个耦合器的分光比和光纤干涉臂之差取一些定值时,可以使滤波器产生性能良好的非对称的梳状输出谱图.这种滤波器在10 Gb/s向10 Gb/s+40 Gb/s升级过程中作为复用/解复用器具有很大优势.

基于半带数字滤波器的马赫-曾德干涉仪型波长交错滤波器的设计

为了改善常规马赫-曾德干涉仪型波长交错滤波器的性能,并降低光学滤波器设计过程的复杂性,将多个环形谐振腔耦合到常规马赫-曾德干涉仪的两个干涉臂上,从而可利用环形谐振腔的全通特性对光信号进行相位调制.利用数字滤波器与光学滤波器之间的相似性,将半带数字滤波器与光学波长交错滤波器相结合,设计出频谱具有对称性、通带平坦度高、精细度接近1、隔离度大于30dB的波长交错滤波器.分析表明:当微环耦合器的耦合比在10%范围内波动,或者微环的损耗系数大于0.7时,滤波器的隔离度始终高于25dB;在器件的中心波长附近,色散值接近于0.证明了所设计滤波器能够较好地适用于现有的波分复用系统.最后将多个双环谐振腔和单环谐振腔同时引入马赫-曾德干涉仪型滤波器,利用半带数字滤波器设计方法进行参数设计,计算结果表明:由双环和单环组成的复合结构的滤波器比仅仅采用多个单环的滤波器的隔离度提高约10dB.

C波段半波长开路谐振器平行耦合滤波器的研制

采用切比雪夫低通原型滤波器综合法,设计了一种半波长开路谐振器平行耦合滤波器,该类型滤波器具有插入损耗低、结构简单、容易实现等诸多特点。从测试结果看出,实际测试值与理论分析及MWO软件仿真结果基本一致。

(Pb_(0.45)Ca_(0.55)){(Fe_(0.5)Nb_(0.5))_(1-x)Sn_x}O_3微波陶瓷及独石介质滤波器的设计

研究了Sn改性（Pb0．45Ca0．55）{（Fe0．5Nb0．5）O3微波介质陶瓷的微波介电性能，在此基础上以切比雪夫响应法设计制备出四腔独石型介质滤波器，并分析影响滤波器性能的因素。结果表明，添加Sn可改善（（Pb0．45Ca0．55）{（Fe0．5Nb0．5）O3陶瓷的介电性能，且能在1150℃烧结出致密的陶瓷材料；当x（Sn）=0．1（摩尔分数）时，其介电常数εr=84．7，频率温度系数τf=0．5，品质因数与频率之积Q×f=8452GHz。成功设计制备出中心频率1．075GHz、插入损耗2．3dB、驻波比为1．1的介质滤波器，该器件满足9001200MHz范围的通讯应用要求。

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。

阶跃阻抗滤波器及其倍频应用

阶跃阻抗谐振结构(SIR)是一种新型微带线结构,它具有小型化,尺寸易调整,寄生谐振频率可调等优势。本文利用一种半波长阶跃阻抗谐振结构设计了两个不同尺寸发卡形滤波器,获得同样优秀的性能指标。而后利用此类滤波器完成了一个倍频电路的设计并且达到预期要求。

基于保偏光纤取样光栅的宽频带滤波方法

提出一种新型刻录在保偏光纤上的取样布喇格光纤光栅.利用耦合模方程分析了此种光纤光栅的光谱特性,并利用切趾函数对光栅的输出谱进行了优化处理,最终可以实现高品质的宽频带多波长滤波.频带宽度为普通取样布喇格光纤光栅的2倍,经过切趾处理后,此种光纤光栅的边模抑制比也有显著提高.

环形谐振器辅助马赫-曾德尔干涉仪型波长交错滤波器的研究

将环形谐振器与马赫-曾德尔干涉仪相结合,利用谐振器反馈回路引入的相位调节效应,选择合适的谐振器耦合角,设计出一种具有最大平坦滤波响应的环形谐振器辅助马赫-曾德尔干涉型波长交错滤波器。与普通马赫-曾德尔干涉型波长交错滤波器相比,不仅阻带抑制(>38dB)和过渡带滚降特性明显加强,而且在通带中心15GHz范围,将色散降低到±10ps/nm以内,从而可以有效避免对传输信号造成失真。在此基础上,进一步研究环周长(Lr)与马赫-曾德尔干涉臂长差(ΔL)之间的关系,指出波长交错滤波器奇偶输出端口的带宽分配比直接决定于Lr/ΔL,当调整Lr/ΔL=1/2,可以实现具有1∶2非对称带宽分配特性的新型波长交错滤波器,为10Gb/s向10Gb/s+40Gb/s系统升级提供一种简单、灵活的方式。

光纤环对非平衡马赫曾德尔干涉仪型波长交错滤波器性能的改善

波长交错滤波器是一种类似于梳状滤波器的无源光子器件 ,在密集波分复用系统中可以起到复用和解复用器件的作用。如果将一光纤圈加入光纤熔锥型非平衡马赫曾德尔干涉仪型波长交错滤波器系统中 ,它的滤波性能将有所改善。改进后的梳状滤波器的透射率形态近似于方波 ,讨论了新系统的结构和参数选取。

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interleaver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。