一种不等带宽平顶全光纤梳状滤波器及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于光通信的密集型光波复用技术领域，尤其是涉及一种不等带宽平顶全光纤梳状滤波器及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前，密集波分复用技术成为提高不断增涨通信容量的主要手段，光学梳状滤波器是密集波分复用技术中的关键器件，不但很好的解决了通信传输容量，而且还减轻了密集波分复用相关器件的负担，在密集波分复用网络系统中起到至关重要的作用。随着信道数目的增多使得信道间隔变得越来越窄，进而系统对滤波器件的光谱分辨要求就越来越高。在现有非全光纤器件技术中，要实现滤波器输出谱通带均实现顶部平坦和高的隔离度，不仅复杂度高，在实际运用中也提高了成本和制作难度；而全光纤器件技术中，虽然已经实现了器件通带不等带宽输出，但是其中的信道呈现正弦型，造成滤波器的滤波效果劣化，影响信号的正常通信，同时信道隔离度不高，难以避免信号间的串扰问题，同时，制作器件过程中光纤耦合器的耦合系数仅靠经验控制，这些问题还没有得到很好的解决。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于避免现有技术的缺陷而提供一种不等带宽平顶全光纤梳状滤波器，有效解决了现有技术存在的问题。
[0004]为实现上述目的，本发明采取的技术方案为:所述的一种不等带宽平顶全光纤梳状滤波器，其特点是包括三级非对称马赫曾德尔干涉仪，所述的三级非对称马赫曾德尔干涉仪之间设置有光纤干涉臂的单模光纤，每级非对称马赫曾德尔干涉仪采用不同类型的光纤耦合器混合连接构成，每两个光纤耦合器之间的光纤干涉臂存在一定的光纤差程，每级光纤差程设置不同，每个光纤耦合器耦合系数的设置不同，单模光纤耦合器Cl的输出端口ajP a 2分别和耦合器C2的输入端口 a 3和a 4对应连接，耦合器C2的输出端口 a 3’和a4’分别和耦合器C3的输入端口 &5和&6对应连接，耦合器C3的输出端口 a5’和a6’分别和耦合器C4的输入端口七和a s对应连接。
[0005]所述的第一级非对称马赫曾德尔干涉仪由两个直线型3X3单模光纤耦合器Cl和C2构成，第二级非对称马赫曾德尔干涉仪由单模光纤耦合器C2和一个2X2型单模光纤耦合器C3构成，第三级非对称马赫曾德尔干涉仪由单模光纤耦合器C3和一个3X3型单模光纤耦合器C4构成，第一级非对称马赫曾德尔干涉仪的光纤干涉臂长差设置为Al1，第二级非对称马赫曾德尔干涉仪的光纤干涉臂长差设置为A I2，第三级非对称马赫曾德尔干涉仪的光纤干涉臂长差设置为ai3。
[0006]所述的三级非对称马赫曾德尔干涉仪的光纤耦合器在连接时，均留出一个光纤端口作为空闲端，在制作过程中，采用对同一根光纤连续进行熔融拉锥的方式，利用空闲端对耦合器的耦合系数进行精确监控.
[0007]—种不等带宽平顶全光纤梳状滤波器的制备方法，其特点是包括如下步骤:
[0008](I)、开启光源和光功率计预热30-60分钟，对输入可调谐光源功率进行校准，将光源通过光纤盘连接至光功率探测器；
[0009](2)、根据所要制作的各个耦合器的耦合系数，按照下式进行转换计算成分光比对应的值；
[0010]对于直线型3X3单模光纤耦合器分光比P的转换公式:
[0011]p = 0.25 (Ι+cosk)2:0.5sin2k: 0.25 (1-cosk)2
[0012]对于2X2单模光纤耦合器分光比p’的转换公式:
[0013]p，=cos2k:sin2k
[0014]两个公式中的k表示相应耦合器的耦合系数；
[0015](3)、首先制作光纤親合器C3，选用康宁SMF28单模光纤，将完全相同的两根光纤在耦合段剥去涂覆层20-30mm，用沾有酒精的无尘纸擦拭干净，连续擦洗三次，每一张擦拭约三十下，并采用平行方式放置在拉锥机的操作台光纤夹具正中间，置于高温场中上火拉伸；采用的是氢氧焰直接加热的方式拉锥，通过电脑程序控制拉锥速度120ym/s?150 μ m/s，烧焰宽度6mm，温度范围为1165°C?1170°C，观察拉锥机仪器上显示的分光比，在到达预定分光比之后就停止拉伸，只单独进行加热来继续熔融两根光纤并达到最终的分光比，火焰头退出，即此时停火；此时必须立即安装石英管以保护耦合段，并用353ND封装胶进行固定和固化；
[0016](4)、制作光纤親合器C3和光纤親合器C4间的光纤干涉臂长差△ I3;把光纤親合器C3和光纤耦合器C4间的一根光纤臂的中间一部分缠绕在压电陶瓷(PZT)筒上，用PZT来进行控制光纤的长度变化，从而改变光纤干涉臂长差A I3的值；
[0017](5)、制作光纤耦合器C4，将光纤I和光纤2引出并加入完全相同的第3根光纤，将完全相同的3根光纤，按照第三步骤进行融拉，从耦合器C4的I个空闲端口采用光功率计进行检测的光纤耦合器C4分光比；
[0018](6)、制作光纤耦合器C3和光纤耦合器C2间的光纤干涉臂长差△ I2;重复第四步骤；
[0019](7)、制作光纤耦合器C2 ;重复第五步骤；
[0020](8)、制作光纤耦合器C2和耦合器Cl间的光纤干涉臂长差Δ I1;重复第四步骤；
[0021](9)、制作光纤耦合器Cl ;重复第五步骤。
[0022]本发明的有益效果是:所述的一种不等带宽平顶全光纤梳状滤波器，其结构简单，每个光纤耦合器的分光比可以精确控制，降低了实际制作滤波器的难度。该不等带宽光纤梳状滤波器不仅实现了不等带宽型输出功率谱，而且通带非常的平顶，滤波效果优良，同时器件具有较高的隔离度，能够提升信息传输容量和同时传输不同速率的光信号，另外还具有成本低的特点，易于批量生产。
【附图说明】
[0023]图1为本发明的结构原理示意图；
[0024]图中所示:1、2和3是信号输入端口 ；C1、C2和C4是3X3型光纤耦合器；C3是2X2型光纤耦合器。
[0025]图2为本发明制作耦合器C3原理示意图；
[0026]图3为本发明制作光纤干涉臂长差Δ 13、Δ 12和Δ I i原理示意图；
[0027]图4为本发明制作耦合器C4、C2和Cl原理示意图；
[0028]图5为本发明的具体实施结果示意图。
[0029]图中所述:纵坐标(Normalized output intensity/dB)是信号归一化输出功率谱；横坐标(wavelength( λ )/nm)是信号波长范围。
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0031]如图1所示，所述的一种不等带宽平顶全光纤梳状滤波器，其特点是包括三级非对称马赫曾德尔干涉仪，所述的三级非对称马赫曾德尔干涉仪之间设置有光纤干涉臂的单模光纤，每级非对称马赫曾德尔干涉仪采用不同类型的光纤耦合器混合连接构成，每两个光纤耦合器之间的光纤干涉臂存在一定的光纤差程，每级光纤差程设置不同，每个光纤耦合器耦合系数的设置不同，连接时单模光纤耦合器Cl的输出端口 a#Pa2，分别和耦合器C2的输入端口 a#P a 4对应连接，耦合器C2的输出端口 a 3’和a4’，分别和耦合器C3的输入端口 &5和a 6对应连接，耦合器C3的输出端口 a 5’和a6’，分别和耦合器C4的输入端口七和a 8对应连接。
[0032]所述的第一级非对称马赫曾德尔干涉仪由两个直线型3X3单模光纤耦合器Cl和C2构成，第二级非对称马赫曾德尔干涉仪由单模光纤耦合器C2和一个2X2型单模光纤耦合器C3构成，第三级非对称马赫曾德尔干涉仪由单模光纤耦合器C3和一个3X3型单模光纤耦合器C4构成，第一级非对称马赫曾德尔干涉仪的光纤干涉臂长差设置为Al1，第二级非对称马赫曾德尔干涉仪的光纤干涉臂长差设置为A I2，第三级非对称马赫曾德尔干涉仪的光纤干涉臂长差设置为Al3。每级光纤差程设置不同，可以使滤波器的功率谱实现不等带宽输出，每个光纤耦合器耦合系数的设置，可以使滤波器的功率谱实现通带平顶和高的信道隔离度。
[0033]所述的三级非对称马赫曾德尔干涉仪的光纤耦合器在连接时，均留出一个光纤端口作为空闲端，在制作过程中，采用对同一根光纤连