声光可调谐滤波器多波长同时滤波的特性

集成光学声光可调谐滤波器 (AOTF)有很多优点 ,特别是它可以同时滤出多个波长 ,因此在波分复用(WDM)光纤通信网络中有重要应用。针对其这种特性 ,运用耦合模理论 ,导出了同时存在两束声波时的严格的耦合模方程。在此基础上 ,得到滤波特性的数值解 ,分析了多波长同时运用时 ,滤波器的主峰强度、中心波长和 3dB带宽随时间的波动 ,同时也分析了当信道间隔较小时滤波特性失真严重、噪声较高的原因。在分析了共线型声光可调谐滤波器多波长同时运用所存在缺点的基础上 ,提出利用准共线模转换器来改善声光可调谐滤波器多波长同时运用的性能。     

用于OADM的集成声光可调谐滤波器的性能分析

利用模式耦合理论分析了声光模式转换.并对声光可调谐滤波器的滤波带宽、调谐范围、驱动功率等性能参数进行了分析计算.设计制作滤波器时,首先在保证滤波带宽的前提下,考虑调谐范围、驱动功率以及加工工艺的要求.对其应用于OADM中存在的旁瓣和串扰问题进行了初步讨论.设计完成中心波长在1.55 μm,滤波带宽为1.2 nm左右,波长调谐范围大于150 nm,低驱动功率的IAOTF.     

窄带集成声光可调谐滤波器的研制

利用模式耦合理论分析了声光模式转换,并对声光可调谐滤波器的滤波带宽、调谐范围、驱动功率等性能参数进行分析计算。设计并制作出窄带集成声光可调谐滤波器(IAOTF)样品,搭建相应的IAOTF测试平台,得到中心波长在1.55μm,滤波带宽达到0.85 nm,波长调谐范围达到80 nm,驱动功率低于40mW的IAOTF。并对进一步压缩滤波带宽和旁瓣效应提出了解决途径。     

二氧化碲非同向声光可调谐滤波器的设计分析

在分析非同向声光可调谐滤波器器件设计理论的基础上，同时考虑声光晶体的双折射和旋光特征，分析和计算了二氧化碲声光可调谐滤波器的超声波极角θａ和入射光波极角θｉ之间的关系以及超声波频率ｆａ和光波波长λ０之间的调谐关系。     

双锥光纤中声光效应的理论分析

利用耦合模理论分析了在双锥光纤耦合区中声光的相互作用,讨论了在不同耦合区半径下扰动周期与声波频率的关系。计算了在双锥光纤中声光谐振耦合的波谱特性和模式转换效率、带宽与调制周期和耦合区长度的关系。介绍了声光的可调谐性。基于此效应可制作全光纤可变衰减器和可调滤波器。     

两级串联声光可调谐滤波器旁瓣抑制的研究

阐述了偏振依赖的共线型和偏振无关的准共线型声光可调谐滤波器的滤波原理,进而导出了两级滤波的转换特性表达式;通过理论计算说明了两级声光可调谐滤波器能够有效地抑制旁瓣;最后,将两个单级的声光可调谐滤波器级联成两级滤波器,进行了旁瓣抑制的实验.实验结果表明,旁瓣被抑制到-19 dB,并且3 dB带宽也得到一定程度的压窄. 关键词： 集成光学 声光可调谐滤波器 旁瓣抑制     

基于一维耦合腔光子晶体的声光可调谐平顶滤波器的研究

本文利用一维耦合腔光子晶体,提出了一种声光可调谐平顶滤波器.该滤波器利用声光效应,通过改变超声波频率使一维耦合腔光子晶体透射谱的平顶滤波器的中心波长产生漂移,从而实现可调谐的滤波功能.基于传输矩阵法和声光效应理论,建立了这种平顶滤波器的理论模型;利用COMSOL软件,对平顶滤波器的矩形度、通带带宽、插入损耗、可调谐特性、加工精度进行仿真研究.研究结果表明,通过施加频率为6-11 MHz的超声波,可实现通带带宽为5-6 nm及中心波长在1514-1562 nm范围内可调谐的平顶滤波器;在可调谐范围内通带带宽内插入损耗不超过2.23 dB,最低仅为0.78 dB,矩形度最低可达1.4;加工误差在±10 nm内平顶滤波器的中心波长、矩形度、插入损耗、通带带宽出现的偏差很小.该平顶滤波器具有易于设计和集成、通带平坦、可调谐范围宽、通带带宽稳定、插入损耗低、品质因素高的特点,在光开关、可调谐光纤激光器、光纤传感等光通信领域有重要应用.     

相移光纤光栅多重滤波特性研究及应用

滤波器是通信中一种重要的器件,相移光纤光栅因其显著的滤波特性,可作为带阻滤波器应用于密集波分复用系统,实现光信号的解调。影响相移光纤光栅滤波特性的因素有很多,通过相移光纤光栅的耦合模理论分析,并利用MATLAB语言编程计算出相移光纤光栅的单波长、双波长和多波长滤波反射谱。结果发现:光栅参数的变化会使相移光纤光栅滤波特性发生改变;当进行双波长滤波时,反射谱将随着相移点位置由内向外的改变而向内塌缩;多波长滤波时,相移点位置不同可分别出现多透射窗口和超宽矩形透射窗口。     

考虑旋光影响的窄带声光滤波器设计及其性能分析

基于电信号调谐的声光可调滤波器具有宽光谱、快速调谐、大孔径角以及窄滤波线宽等特点。在考虑了二氧化碲晶体的旋光性的基础上,设计了一种非共线型声光滤波器。实验研究了该滤波器调谐关系以及不同中心波长的滤波线宽等性能。该滤波器的性能与理论预期符合较好。另外,结合倒置光学显微镜系统,搭建了超光谱显微成像实验系统,并进行了初步的超光谱显微成像实验研究,在可见光范围内获得了较好的超光谱成像结果。     

基于导模共振滤波器的波长可调谐垂直腔面发射激光器的研究

基于光栅层控制光波传播耦合波方程,设计了能够实现共振波长可调谐的亚波长光栅导模共振滤波器.通过调谐空气层的厚度,滤波器可以实现波长75nm的调谐,线宽均小于或等于1nm.将共振波长可调谐滤波器与中心波长为1.55μm的垂直腔面发射激光器(VCSEL)集成,形成了激射波长可调谐VCSEL.研究发现激射波长调谐范围与共振波长可调谐滤波器相同,而且在相同空气层厚度下,激射波长可调谐VCSEL的激射波长和共振波长可调谐滤波器的共振波长相同.该VCSEL不仅可以选择激射波长还可对输出横向模式进行选择.     

La_3Ga_5SiO_(14)声光可调谐滤波器设计

分析了La3Ga5SiO14(简称LGS)既可以做成同向声光可调谐滤波器,又可以做成大孔径非同向声光可调谐滤波器。推导出超声波频率f和光波波长λo的调谐关系;计算出滤波器的光谱分辨率R和集光能力δiθ;光入射角iθ与衍射角θd、声入射角θa之间的关系。为LGS声光可调滤波器的实用化设计提供了充分可靠的理论依据。把LGS与TeO2声光可调滤波器的光谱分辨率和集光能力做了比较,认为LGS设计成同向声光可调谐滤波器既简便又实用。     

偏振无关的波长间隔可调的全光纤双折射滤波器

 设计了一种新的便于调谐且波长间隔可调的全光纤双折射滤波器。该滤波器由一个偏振分束器（PBS）、2段保偏光纤（PMFs）和4个二分之一波片（HWPs）连接而成。计算并分析了它的理论结果,发现在合理调节环中4个二分之一波片的情况下,该滤波器除了可以获得有很好的滤波光谱输出之外,还具有波长间隔可调的作用。这种滤波器在设计可灵活改变波长间隔的多波长光纤激光器及光纤系统等方面具有巨大的应用前景。     

间隔0.173nm的可调谐多波长布里渊掺铒光纤激光器

使用四端口环行器和可调谐滤波器,设计了一种间隔为双倍布里渊频移的多波长布里渊掺铒光纤激光器.该光纤激光器中使用的四端口环形器可以限制奇次阶斯托克斯光在腔内循环并耦合输出初始泵浦光和偶次阶斯托克斯光,而可调滤波器抑制环形腔所形成的自激振荡模,增加了激发多波长激光的功率,从而增加多波长输出个数及其调谐范围.在布里渊泵浦功率为8dBm、980nm泵浦功率为279mW时,实验获得波长间隔为0.173nm的6个波长的激光输出,输出激光的可调谐范围为28nm.     

基于超连续谱的可调谐同步脉冲产生及噪声分析

实验研究了基于超连续谱滤波的可调谐双色同步皮秒脉冲产生技术,将全保偏掺铒锁模光纤激光器输出的脉冲分为两路,其中一路耦合到高非线性光纤,获得了覆盖掺镱光纤发射谱带的超连续谱,通过结合窄带可调谐滤波器和全保偏掺镱放大器,实现了平均功率为70 mW,脉冲宽度为4.0 ps,中心波长为1025～1055 nm的可调谐脉冲。掺铒光纤激光器的另一路输出光经过窄带滤波器和掺铒光纤放大器,实现了中心波长为1580 nm,平均功率为200 mW,脉冲宽度为4.2 ps的激光输出。上述基于超连续谱滤波的可调谐双色皮秒脉冲具有良好的同步特性,可以作为相干反斯托克斯拉曼散射的泵浦光和斯托克斯光。研究发现,选取超连续谱平坦位置的光谱成分作为掺镱放大器的种子光时,脉冲幅值及平均功率抖动更小,相对强度噪声更低。     

利用声波控制超短脉冲的色散

 声光互作用器件声光可编程色散滤波器（AOPDF）是一种实时的色散补偿器件，它可用于飞秒啁啾脉冲放大系统。通过耦合模理论推导，得到了输出脉冲的群延迟与调制声波的频率、啁啾、带宽等参数的关系，并且对用2.5cm长的LiNbO₃作为声光晶体的AOPDF补偿飞秒光脉冲的色散进行了数值模拟，得到了对中心波长为800 mm的钛宝石飞秒激光色散补偿特性及所需声波的频率和啁啾参数。     

一种可调谐的单微环三耦合点的SOI微环滤波器

依据耦合模和传输矩阵理论,设计了一个新型单微环三耦合点的可调谐微环滤波器模型,并模拟仿真了输出端口的光谱特性。模型结构中,采用热光性质稳定的绝缘硅材料,通过改变反馈波导的长度和温度实现对输出光谱的分析与调制。仿真结果表明,当耦合系数k=0.018时,模型结构的自由光谱范围可近似认为达到43.8nm,品质因子可达1.25×105,作为滤波器保持了很窄的带宽,很高的品质因子和较大的自由光谱范围,得出通过改变反馈波导的温度或长度可实现特定谐振波长处滤波效果显著改善的结论,最后给出了相应的光谱曲线。     

基于绝缘硅的微环谐振可调谐滤波器

采用电子束光刻和感应耦合等离子刻蚀等工艺,研制了一种基于绝缘硅材料的的微环谐振可调谐滤波器.滤波器微环半径为5 μm左右,波导截面尺寸为(350～500 nm)×220 nm不等.测试结果表明,波导宽度为450 nm时器件性能最为理想,其自由频谱宽度为16.8 nm,1.55 μm波长附近的消光比为22.1 dB.通过对微环滤波器进行热光调制,在21.4 ℃～60 ℃温度范围内实现了4.8 nm波长范围的可调谐滤波特性,热光调谐效率达到0.12 nm/℃.研究了基于单环和双环的多通道上下载滤波器,实验结果表明多通道滤波器的信号传输存在串扰,主要是不同信道之间的串扰,尤其在信号上载时,会在相邻信道产生较大串扰.     

声光可调谐环形腔掺铒光纤激光器

应用单级偏振无关的准共线型声光可调谐滤波器为调谐元件,实现了环形腔掺铒光纤激光器的连续可调谐激光输出.简要阐述了与偏振无关的准共线型声光可调谐滤波器的工作原理,对其频移补偿原理进行了分析.实验研究得到:当抽运功率为13mW时,中心波长为1550nm的激光输出功率为322μW,阈值抽运功率在7.65mW左右,斜率效率约为6.02%;并获得了38nm带宽(1524.7—1562.4nm)的连续可调谐激光输出.     

基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器的特性分析

本文提出了一种基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器, 与普通光纤布拉格光栅型全光纤声光可调谐滤波器相比, 该滤波器能够对光纤叠栅的两个中心波长进行同步调制. 理论分析了声波频率和声致应变幅度对基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器的传输光谱的影响, 结果表明, 各阶次反射峰分别以两个主反射峰为中心呈对称关系, 且主反射峰与其所调制出的次反射峰之间的波长间隔与声波频率成正比, 而两个主反射峰所调制出的同阶次反射峰之间的波长间隔与声波频率无关; 声致应变幅度主要影响主反射峰及次反射峰的反射率的变化. 实验中, 分别测试声波频率为390 kHz和710 kHz的基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器的传输光谱, 实验结果的变化趋势与仿真分析结果相一致.     

光学相关论题 声光学

TN65 2006065479一般相位匹配条件下声光可调谐滤波器系统的理论分析=Theoretical analysis of acousto-optic tunable filter sys- tems with normal phase match condition[刊,中]/徐可欣(天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室．天津(300072)),贺忠海…//中国激光．—2006．33(8)．—1047-1050研究非共线性声光可调谐滤波器(AOTF)在一般相位匹配条件下的声光相互作用关系。对于通常设计制造的声光可调谐滤波器,它的o光和e光具有不同的波长,应用中无法同时使用此两束衍射光,为了使可用光强增大,