[发明专利]一种基于受激布里渊散射的可调谐双通带微波光子滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波光子滤波器，更特别地说，是指一种基于受激布里渊散射的可调谐双通带微波光子滤波器。

背景技术

微波光子滤波器(MPF)是在光域内实现对微波/射频(RF)信号进行滤波的器件，在无线通信系统中MPF可以用来区分不同的频段，通过减小相邻信道的串扰来改善信号的质量。由于受激布里渊散射(SBS)具有高选择性的增益谱和衰减谱，以及低阈值和可集成的特性，被广泛应用在微波光子滤波技术中，用来实现窄带宽滤波。

目前，基于SBS的微波光子滤波器主要研究的是单通带滤波特性，双通带以及多通带滤波往往被忽略。除此之外，很多基于SBS的单通带滤波器都只考虑了SBS增益谱的影响，忽略了SBS衰减谱的作用。

在2011年11月1日第23卷《IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS》中公开了“Widely Tunable Single-Passband Microwave Photonic Filter Based on Stimulated Brillouin Scattering”。译文为：基于受激布里渊散射的大调谐范围的单通带微波光子滤波器。该微波光子滤波器使用了相位调制光信号以及载波抑制的双边带泵浦，实现了非常高的滤波灵敏度，但是该滤波结构(在本文专利申请中作为图1A)只考虑了一个SBS增益谱形成的滤波通带，只能实现单通带滤波。

在2013年1月28日第21卷《OPTICS EXPRESS》中公开了“An ultrawide tunable range single passband microwave photonic filter based on stimulated Brillouin scattering”。译文为：一种超大调谐范围的单通带受激布里渊散射微波光子滤波器。该微波光子滤波器结构(在本文专利申请中作为图1B)考虑了SBS衰减谱的作用，使用了一个额外的激光光源作为光泵浦，通过重叠和平衡增益谱与衰减谱实现超大的调谐范围，但是使用两个独立的激光光源会引起滤波响应的不稳定，而且其调谐过程是非常复杂。

发明内容

本发明设计了一种基于受激布里渊散射的可调谐双通带微波光子滤波器，一方面通过偏置回馈控制单元对电光调制器进行闭环控制，使得处于载波抑制状态的电光调制器输出双波长布里渊泵浦；另一方面通过改变加载在电光调制器上射频信号的频率，可以改变调制边带所处的频率位置，从而实现对双波长泵浦频率间隔的调谐，通过两对布里渊谱的共同作用最终在滤波响应上形成两个中心频率可以调谐的两个幅值一致的通带。掺铒光纤放大器对双波长泵浦进行功率放大，从而实现超高的阻带抑制比。实验结果表明，在1.8GHz到20GHz范围内能实现调谐，同时阻带抑制比均超过35dB。

本发明是一种基于受激布里渊散射的可调谐双通带微波光子滤波器，该滤波器包括有信号源单元(1)、滤波信号产生单元(2)、多波长泵浦单元(3)、偏置回馈控制单元(4)和第一光电探测器(5)；

所述信号源单元(1)用于产生光载光波和泵浦光波；信号源单元(1)中包括有光源(1A)、第一隔离器(1B)和第一耦合器(1C)，且光源(1A)、第一隔离器(1B)和第一耦合器(1C)的输入端为顺次连接，第一耦合器(1C)的一输出端与第二偏振控制器(2A)连接，第一耦合器(1C)的另一输出端与第一偏振控制器(3A)连接；

所述滤波信号产生单元(2)用于对所需频段进行选择性的放大，并输出选择性放大后的光波；滤波信号产生单元(2)中包括有第二偏振控制器(2A)、相位调制器(2B)、第二隔离器(2C)、单模光纤(2D)、环形器(2E)和色散补偿器(2F)，且第二偏振控制器(2A)、相位调制器(2B)、第二隔离器(2C)、单模光纤(2D)、环形器(2E)和色散补偿器(2F)为顺次连接，色散补偿器(2F)的输出端与第一光电探测器(5)连接；环形器(2E)的1端口与掺铒光纤放大器(3E)的输出端连接，环形器(2E)的2端口与单模光纤(2D)的一端连接，环形器(2E)的3端口与色散补偿器(2F)的输入端连接；