[发明专利]一种光学全通滤波器及微波光子滤波器与移相器

权利要求书

1.一种光学全通滤波器，其特征在于，包括第一光学耦合器(2)、第二光学耦合器(4)、第一光学相移器(3)、第二光学相移器(5)、第三光学相移器(6)和微环(8)；其中：

所述第一光学耦合器采用1×2分光器，第二光学耦合器采用2×2多模干涉耦合器；

所述第一光学耦合器输出端上臂通过波导与第二光学耦合器的输入端上臂相连，其输出端下臂通过波导与第二光学耦合器的输入端下臂相连，连接两下臂的波导设有第一光学相移器(3)，用于改变该波导传输信号相位；

所述微环有四个端口，分别是第一端口(10)，第二端口(11)，第三端口(12)和第四端口(13)；

所述第二光学耦合器输出端上臂通过波导与微环第一端口(10)相连，该波导设计为弯曲状以保持与下臂波导长度相同，并设有第二光学相移器(5)，用于改变波导传输信号相位；所述第二光学耦合器输出端下臂通过波导与微环第三端口(12)相连，波导长度与上臂波导相同，该波导设有第三光学相移器(6)，用于改变波导传输信号相位，从而使从两个端口进入微环的信号保持相位相同；

所述第一光学耦合器的输入端作为光学全通滤波器的输入端；所述微环第二端口作为光学全通滤波器的输出端；

工作中，第一光学耦合器和第二光学耦合器输入端与第一光学相移器一起构成了MZI，马赫-曾德尔干涉仪结构；通过第一光学相移器调节通过该波导的信号相位，并经过所述MZI结构干涉实现幅度调控，从而改变微环第一端口(10)与第三端口(12)两路输入信号的分光比；通过第二、第三光学相移器(5、6)调节第一端口输入信号和第二端口输入信号相位差，使微环第一端口与第三端口输入信号的相位相同；经过幅度、相位调控后的两路信号分别从微环第一端口与第三端口进入微环，所述两路光信号在微环的第二端口(11)干涉输出，进而得到幅度响应为常数，相位响应在微环谐振频率附近存在2π相移的光学全通滤波器；通过改变所述微环与其上下两个直波导间的间距，实现耦合间距的调整，从而得到所需的相位滤波频谱宽度。

2.如权利要求1所述的光学全通滤波器，其特征在于，还包括第一耦合光栅(1)和第二耦合光栅(9)；

所述第一耦合光栅作为输入端与第一光学耦合器的输入端相连，作为光学全通滤波器的输入端；

所述第二耦合光栅与微环第二端口相连，作为光学全通滤波器的输出端。

3.一种基于权利要求1所述光学全通滤波器的微波光子带陷滤波器，其特征在于，还包括激光器、第一偏振控制器、调制器、第二偏振控制器以及光电探测器；其中：

所述激光器用于发射连续光作为光载波；所述第一偏振控制器与激光器相连，用于调节光载波偏振态；所述调制器载波输入端与第一偏振控制器相连；所述第二偏振控制器与调制器输出端相连，用于调节经调制器调制后信号的偏振态；所述光学全通滤波器输入端与第二偏振控制器输出端相连；所述光电探测器与光学全通滤波器输出端相连，用于将输出光信号转换为电信号；

所述调制器为强度调制器，用于对经过偏振态调整后的光载波进行调制，其产生幅度、相位相同的一阶上边带与下边带，实现微波信号到光信号的转换；

所述光学全通滤波器用于处理调制后的上、下边带光信号，在保持上、下边带幅度相同的同时，对上边带特定频率信号引入相移，使上、下边带仅仅在谐振点处存在π相位差，而在其他频率保持同相；所述特定频率与载波频率之差为微波光子滤波器中心频率；

所述光电探测器对光学全通滤波器输出作拍频处理，光信号转换为微波电信号并在谐振点形成带陷滤波，实现微波光子带陷滤波器。