[发明专利]面向微波光子的FP干涉滤波器建模方法

说明书

本发明公开了一种面向微波光子的FP干涉滤波器建模方法，先测量得到FP干涉滤波器的响应输出结果，并根据响应输出结果计算出理想数学模型的参数因子；然后建立FP干涉滤波器的理想数学模型，并采用仿真软件对模型进行仿真，得到仿真的输出结果；再调节模型的参数因子，使仿真后的输出结果与实际测量的响应输出结果相符，即完成对FP干涉滤波器的理想数学模型建模。本发明中，通过实物测试得到FP干涉滤波器的精确测量结果，确定模型的参数因子，使模型仿真的输出结果更加准确，并且通过时频转换使模型适用于微波光子的联合仿真，可以实现快速、高精度的微波光子器件建模仿真，在系统建模仿真领域具有重大的意义与应用价值。

技术领域

本发明涉及FP干涉滤波器建模领域，特别涉及一种面向微波光子的FP干涉滤波器建模方法。

背景技术

近年来，得益于微波光子光学器件性能的不断提高，微波光子技术迅猛发展，其中的FP干涉滤波器是一种十分重要的光学器件，FP干涉滤波器具有稳定性好，滤波带宽窄，插损小的优点，经过十多年的发展，它已成为精密光谱测量、快速光信号处理、窄线宽激光、高精度传感等科学研究的理想光学器件，具有十分重要的应用价值。

对FP干涉滤波器的研究中，理论建模与模型仿真在其发展过程中起到了极其重要的作用，不仅可以为器件的参数设计提供理论支持，还可以对器件进行仿真验证。目前，面向微波光子的FP干涉滤波器的数学建模方法并不是非常完善，主要是由于FP干涉滤波器的数学模型一般都建立在频域上，而微波光子链路都是以时域信号传递，并且FP干涉滤波器本身具有很多关键的参数因子，如：反射率、腔长等。在设计滤波器模型时，需要充分考虑器件在实际使用中的上述参数因子对器件输出特性的影响，以使得在器件的仿真中能够得到较高的精度，因此如何在时域上对FP干涉滤波器进行建模仿真，使仿真结果与实际相符是一个十分关键的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种能够对FP干涉滤波器进行精准建模的面向微波光子的FP干涉滤波器建模方法。

本发明的技术方案如下：

一种面向微波光子的FP干涉滤波器建模方法，包括以下步骤：

步骤S1、以宽谱光源发出的信号光作为FP干涉滤波器的输入光信号，并采用光谱分析仪接收FP干涉滤波器的输出光信号，测量得到响应输出结果；

步骤S2、根据响应输出结果计算出FP干涉滤波器的理想数学模型的参数因子；

步骤S3、建立FP干涉滤波器的理想数学模型，所述理想数学模型先采用傅里叶变换将输入光信号从时域信号变成频域信号，然后通过理想的FP数学传递函数在频域上对输入信号进行处理，再进行傅里叶反变换后输出时域信号作为输出光信号；

步骤S4、采用仿真软件对建立的理想数学模型进行仿真，得到仿真的输出结果；

步骤S5、比较仿真后的输出结果与实际测量的响应输出结果是否相符，如果相符则执行步骤S7；否则，执行步骤S6；

步骤S6、调节理想数学模型的参数因子，使仿真后的输出结果与实际测量的响应输出结果相符；

步骤S7、完成对FP干涉滤波器的理想数学模型建模。

进一步的，宽谱光源发出的信号光的波长为1530nm～1580nm。

进一步的，测量得到的响应输出结果包括自由光谱范围和3dB半峰宽度。

进一步的，理想数学模型的参数因子包括FP干涉滤波器的反射率和FP干涉滤波器的腔长。

进一步的，FP干涉滤波器的反射率R的计算公式为：

FP干涉滤波器的腔长h的计算公式为：