[发明专利]一种多级联光纤光栅滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种滤波器，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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Λ₀，所述的中心周期Λ₀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(z)＝Λ₀(1-cz)，-l/2＜z＜l/2，其中，c表示所述的单元光栅的啁啾系数，l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＝Λ₀cl，C∈[0.9，2.2]。