[发明专利]超窄带通滤波器

说明书

技术领域

本发明主要涉及光通信领域并且特别涉及呈现出改进特性的窄带带通光滤波器。

背景技术

透射光的特定波段的光带通滤波器已经在许多光学系统中发现有广泛应用。

由波导光栅路由器构造的光带通滤波器虽然提供有用的窄带带通特性，但有点笨重，难以制造并因此是昂贵的。

由全通滤波器和Mach-Zehnder结构构造的光带通滤波器时常对于波导损耗太敏感。

发明内容

根据本发明的原理，超窄带通滤波器由具有Mach-Zehnder结构的两级全通滤波器布置构造。更具体地，级联两个极点/零点滤波器，使得在没有困扰现有技术的伴随损耗的情况下实现期望的响应特性。

有利地，本发明抑制了单级滤波器中的波导损耗，显著地改进了光功率通过量(power throughput)和得到的信噪比而同时允许在没有引入滤波器接入损耗(access loss)或与相邻信道相关的串扰的变化的情况下实现宽范围的通带宽度。

附图说明

在附图中：

图1是现有技术的6阶极点/零点滤波器的示意图；

图2是示出损耗对带内损耗和滤波器形状的影响的插入损耗对归一化频率的曲线图。

图3是根据本发明的级联滤波器的示意图；

图4是描述了作为每个滤波器频率响应的乘积的函数的总滤波器响应的曲线图；

图5示出了描述与根据本发明的滤波器的总通带相对的通带的曲线图(4A)；描述了与组件滤波器F1和F2相关的级联滤波器的窄通带的更详细的曲线图(4B)，以及示出了作为滤波器的乘积F1×F2的整体滤波器的框图(4C)。

具体实施方式

下面仅示出了本发明的原理。因此将明白，本领域技术人员将能够设计各种布置，虽然没有明确地描述或在这里示出这些布置，但是其体现了本发明的原理并包括在本发明的精神和范围内。

此外，在这里记载的所有实例和条件语言清楚地主要意图为仅出于教学的目的来帮助读者理解本发明的原理和由本发明人贡献的促进该技术的概念，并且要被解释为不限于这样的具体所述的实例和条件。

而且，在这里描述本发明的原理、方面和实施例以及其具体实例的所有陈述意图包括其结构的和功能的等价物。另外，意图在于这样的等价物包括现在已知的等价物以及在未来开发的等价物，即被开发来执行相同功能的任何元件，而不管结构怎样。

因此，例如，本领域技术人员将明白，在这里的图代表体现本发明原理的说明性结构的概念视图。

图1示出了光学装置100的示意图，该光学装置使用本领域技术人员称为Mach-Zehnder结构的结构。Mach-Zehnder结构在光传输系统中被广泛地使用，并且许多类型是已知和被充分理解的。

继续参考图1，可以观察到，该装置的结构包括由一对波导支路(arm)110和120光连接的一个或多个输入波导103、105以及一个或多个输出波导107、109。因此，施加到输入波导的光信号在经由上支路110和/或下支路120穿过该装置之后将通过输出波导退出。

同样在图1中示出了多个环形谐振器130[1]…130[6]，其中的某些环形谐振器被光耦合到该装置的上支路130或下支路140。

这里应当注意，谐振器结构130[1]…130[6]被示出为在Mach-Zehnder结构的外面。本领域技术人员将明白，这样的谐振器(环形谐振器或者其它)也可以在Mach-Zehnder结构内。为了本发明的目的，只要求这样的谐振器结构光耦合到该装置的Mach-Zehnder支路。

当以这种方式配置时，图1中所描绘的装置用作6阶极点/零点滤波器。该装置(滤波器)使用谐振器130[1]…130[6]来设计支路110、120中的一个(或多个)相位。有利地，这样的滤波器可以模拟其它已知滤波器类型(包括Butterworth，Chebyshev和椭圆滤波器)的各种通带特性。

虽然像图1中所示的那样的现有技术滤波器配置的确利用相对低阶(在该实例中为6阶)的布置实现了有些窄带的、盒状响应，但是不幸的是，因为要求陡峭的(sharp)环形谐振群时延响应(大的Q＝dλ/λ，其中Q为在单个环内的光功率的量)所以其对波导损耗敏感。参考图2可以明白这样的理解，图2示出了插入损耗(dB)对归一化频率的曲线图并示出了损耗对带内损耗和滤波器形状的影响。图2中所使用的数据是4阶滤波器和10％通带的数据。如可以容易明白的，损耗对通带有明显的影响。