[发明专利]任意占空比不等带宽光交错复用器的设计方法

摘要

本发明涉及一种任意占空比Michelson Gires-Touruois干涉仪型不等带宽光交错复用器的设计方法。本方法通过数字信号处理中的z变换简化多镜GT腔复杂的透射和反射方向光波电矢量的表达式，在此基础上计算光交错复用器两路输出端口传输函数的表达式，然后结合椭圆滤波器的设计原理，利用传递函数的极点值就可得到GT腔的腔长、臂长差和GT腔各镜面的反射率。特别的，对于一个确定阶数的奇数阶Michelson Gires-Tournois干涉仪型光交错复用器，只要通过将光交错复用器的两路传输函数分别分解成两个相邻阶数的全通滤波器的和及差，即可设计实现任意占空比光交错复用器。本发明方法所设计的不等带宽光交错复用器，具有两路输出谱均为高平坦度、高带宽利用率及高隔离度等的特性，特别是设计中无需编程计算做循环，计算简单，对于级联多个反射镜的情况该方法则更显其优越性，在特殊波形滤波、增益均衡等领域也有着广阔的应用前景。

主权项

1. 一种任意占空比Michelson Gires-Tournois干涉仪型不等带宽光交错复用器的设计方法，其特征在于：通过数字信号处理中的z变换简化多镜GT腔复杂的透射和反射方向光波电矢量的表达式，在此基础上计算光交错复用器两路输出端口传输函数的表达式，然后结合椭圆滤波器的设计原理，利用传递函数的极点值就可得到臂长差、GT腔的各腔长和各镜面的反射率；这里首先令各腔长d11＝p11·d，d21＝p12·d，...，dm1＝p1m·d，d12＝p21·d，d22＝p22·d，...，dn2＝p2n·d；臂长差ΔL＝q·d，其中p11、p12、...p1m、p21、p22、...p2n和q为非负整数，d＝C/(2·Δf)，C为光速，Δf为光谱周期；具体设计步骤如下：(1)、引入Z变换，计算光交错复用器两个输出端口传输函数的表达式；(2)、选取所有的p值，即p11、p12、...p1m，p21、p22、...p2n的值均为1，则各腔长大小均相等，为C/(2·Δf)；(3)、选取q的值，其满足如下关系式：q＝(p21+p22+…+p2n)-(p11+p12+…+p1m)+1，取值范围为-1≤q≤1的整数；则臂长差为ΔL＝q·d；(4)、利用数字信号处理中的椭圆滤波器设计原理设计一个椭圆滤波器，其阶数等于光交错复用器输出端口传递函数表达式的最高负次幂，使其满足所要设计的的光交错复用器的光谱特性要求；(5)、计算上步设计出的椭圆滤波器的传输函数的极点，通过使该极点和第一步计算出的输出端口传递函数的极点相等，即可求出GT腔1和GT腔2的各个镜面反射率；(6)、画出该光交错复用器的两路输出光谱透射率函数，从而完成该结构不等带宽光交错复用器的设计。