本发明涉及光通信,特别是一种自反馈可调滤波器。
背景技术:
1、可调滤波器是一种重要的信号处理工具,可以根据特定需求调整其滤波特性,以实现对光信号的调制。
2、常规可调滤波器的定标和校准基于固有的设置好的定标曲线进行设置,这种方式对器件稳定性要求非常高,随着使用时间的增加以及应用环境的变化,常规可调滤波器的定标和校准会存在偏差,使得设定输出的信号光波长与实际输出的信号光波长存在偏差,影响最终的调制精度。
技术实现思路
1、本发明实施例要解决的技术问题在于,提供一种自反馈可调滤波器,以解决现有技术中设定输出的信号光波长与实际输出的信号光波长存在偏差,影响最终的调制精度的问题。
2、本发明公开了一种自反馈可调滤波器,包括多芯光纤,多芯光纤包括输入通道、监测通道和目标通道,其中,入射光沿所述输入通道入射;沿入射光的光路依次设置有光栅和反射元件,所述光栅用于分离出目标波段光谱,所述目标波段光谱被反射元件反射并经过光栅后形成调制光,并分别沿所述监测通道和所述目标通道出射;沿所述监测通道出射的光路上设置有分束器,所述分束器用于将所述调制光分为第一传输光路和第二传输光路,所述第一传输光路上设置有第一光电探测器;所述第二传输光路上依次设置有f-p腔和第二光电探测器,以通过所述第一光电探测器和所述第二光电探测器对所述调制光输出的波长进行监测。
3、可选地,所述分束器的分光比为1:2,其中,沿所述第一传输光路传输的光信号占1/3,沿所述第二传输光路的传输的光信号占2/3。
4、可选地,所述监测通道和所述目标通道位于同一接收水平位置,且所述监测通道和所述目标通道相邻设置,所述目标通道对应的调制波长λ目标满足以下公式:
5、d|sin(α目标)+sin(β)]=mλ目标
6、所述监测通道对应的调制波长λ监测满足以下公式:
7、d|sin(α目标+θ1)+sin(β)]=mλ监测
8、取m=1时,对应的监测通道与目标通道关联满足以下关系:
9、λ监测-λ目标=d[sin(α目标+θ1)+sin(α目标)]
10、式中,d表示光栅间距,α目标表示目标通道入射角,β表示光栅衍射角,θ1表示目标通道与监测通道入射夹角,β表示光栅衍射角;m表示光栅衍射阶数。
11、可选地,所述f-p腔包括相对设置的第一透光基板和第二透光基板,所述第一透光基板的一侧,以及所述第二透光基板的一侧均设置有半透半反膜。
12、可选地,所述第一光电探测器接收的光功率it1满足以下公式:
13、
14、式中,g(λ)表示监测通道光谱,λup表示监测通道输出光谱范围的上限,λdown表示监测通道输出光谱范围的下限;i表示调制光的光功率;
15、所述f-p腔对应的调制公式l(λ)如下:
16、
17、其中,式中io(λ)表示调制后的出光功率、ii(λ)表示调制前的入光功率,n表示所述半透半反膜的折射率、h表示所述半透半反膜的厚度、θ2表示入射至所述f-p腔的角度,r表示所述半透半反膜的反射率。
18、可选地,经过所述f-p腔调制的光被第二光电探测器接收,对应的接收光功率it2满足以下公式:
19、
20、所述第一光电探测器与所述第二光电探测器的接收功率比值γ(λ)满足如下关系:
21、
22、可选地,所述多芯光纤和所述反射元件之间设置有第一准直透镜;所述分束器和所述f-p腔之间设置有第二准直透镜。
23、可选地,所述反射元件为mems反射镜。
24、可选地,所述f-p腔的其中一个周期调制波段范围满足2倍tf调制波段范围。
25、可选地,所述光栅采用平面光栅。
26、与现有技术相比,本发明实施例提供的自反馈可调滤波器的有益效果在于:
27、输入通道作为入光通道,监测通道和目标通道作为出光通道,入射光通过输入通道后经过光栅,分离出目标波段光谱,目标波段光谱被反射元件反射并经过光栅后形成调制光,调制光分别从监测通道和目标通道出射;同时,在沿监测通道出射的光路设置有分束器,分束器用于将监测通道出射的调制光分为第一传输光路和第二传输光路,在第一传输光路上设置有第一光电探测器,第一光电探测器能够测量第一传输光路上的光信号强度;在第二传输光路上依次设置有f-p腔和第二光电探测器,f-p腔用于对第二传输光路的调制光进行调制,经过所述f-p腔再次调制的调制光被第二光电探测器接收,第二光电探测器用于测量第二传输光路上调制后的光信号强度,通过第一光电探测器和第二光电探测器测量的光信号的强度对调制光输出的波长进行监测。本申请通过构建监测通道,利用监测通道与目标通道的强相关性,通过监测通道的变化情况实现对目标通道的调制,从而达到判断和自反馈调制的目的,保证调制光的调制精度。
1.一种自反馈可调滤波器,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的自反馈可调滤波器,其特征在于,所述分束器的分光比为1:2,其中,沿所述第一传输光路传输的光信号占1/3,沿所述第二传输光路传输的光信号占2/3。
3.根据权利要求2所述的自反馈可调滤波器,其特征在于,所述监测通道和所述目标通道位于同一接收水平位置,且所述监测通道和所述目标通道相邻设置,所述目标通道对应的调制波长λ目标满足以下公式:
4.根据权利要求3所述的自反馈可调滤波器,其特征在于,所述f-p腔包括相对设置的第一透光基板和第二透光基板,所述第一透光基板的一侧,以及所述第二透光基板的一侧均设置有半透半反膜。
5.根据权利要求4所述的自反馈可调滤波器,其特征在于,所述第一光电探测器接收的光功率it1满足以下公式:
6.根据权利要求5所述的自反馈可调滤波器,经过所述f-p腔调制的光被第二光电探测器接收,对应的接收光功率it2满足以下公式:
7.根据权利要求1至6任一项所述的自反馈可调滤波器,其特征在于,所述多芯光纤和所述反射元件之间设置有第一准直透镜;所述分束器和所述f-p腔之间设置有第二准直透镜。
8.根据权利要求1至6任一项所述的自反馈可调滤波器,其特征在于,所述反射元件为mems反射镜。
9.根据权利要求1至6任一项所述的自反馈可调滤波器,其特征在于,所述f-p腔的其中一个周期调制波段范围满足2倍tf调制波段范围。
10.根据权利要求1至6任一项所述的自反馈可调滤波器,其特征在于,所述光栅采用平面光栅。