基于Sagnac環(huán)的微波光子濾波器的臂長差誤差容限的研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)流量需求的成倍增長,光纖干線和核心網(wǎng)的單根光纖的單波長傳輸速率已經(jīng)超過100Gb/s,正在向更高的400Gb/s和Tb/s發(fā)展。從而對濾波器的性能要求也更加嚴格?；赟agnac環(huán)的微波光子濾波器具有結構簡單、偏振無關、邊模抑制比高、性能穩(wěn)定以及易于調(diào)諧等特點，得到了非常廣泛應用。在實際應用中，環(huán)境變化等各種外界因素對基于Sagnac環(huán)的微波光子濾波器的影響得到了廣泛深入的研究。然而在濾波器制作過程中臂長差的誤差容限卻沒有被詳

2、細地研究。
　　本文著重研究四種干涉型光纖梳狀濾波器，特別是基于光纖光柵和高雙折光子晶體光纖兩類 Sagnac環(huán)的微波光子濾波器的臂長差的誤差容限，主要內(nèi)容以及創(chuàng)新點如下:
　　(1)對基于光纖光柵的Sagnac環(huán)狀微波光子濾波器進行了理論研究，建立了環(huán)臂長差誤差存在時濾波器透射譜的波長漂移及峰值功率損耗的理論模型，并用Matlab進行仿真驗證。理論與仿真結果表明，基于光纖光柵的Sagnac環(huán)狀微波光子濾波器的臂長差誤差容限

3、與臂長差的取值無關。無論臂長差取何值，當光纖光柵長度取Lg=2mm、周期取Λ=535nm、折射率取neff=1.45時、濾波器的臂長差的誤差容限為0.1μm，此時濾波器的峰值功率損耗為8dB。
　　(2)對基于高雙折光子晶體光纖(HiBi-PCF)的Sagnac環(huán)狀微波光子濾波器進行了理論研究，分析了各個光學器件的關鍵參數(shù)對濾波器性能的影響。建立了存在環(huán)臂長誤差時透射譜的波長漂移量及峰值功率損耗的理論模型，并用數(shù)值仿真進行實驗驗證

4、。研究結果表明，基于HiBi-PCF的Sagnac環(huán)狀微波光子濾波器的臂長誤差容限與臂長的取值無關，當濾波器的耦合系數(shù)k取0.5、偏轉角θ取π?2、HiBi-PCF折射率差值Δn取0.005、HiBi-PCF長度 L取5m時，濾波器的環(huán)臂長誤差容限為80μm.
　　(3)對基于Mach-Zehnder干涉儀的微波光子濾波器進行理論研究，分析了各個光學器件的關鍵參數(shù)對濾波器性能的影響。并對臂長差誤差對濾波器總體的性能的影響進行定量研

5、究。理論與仿真結果表明，基于Mach-Zehnder干涉儀型的微波光子濾波器的臂長差誤差容限與臂長差取值無關，當兩個耦合器系數(shù)取k1=k2=0.5，臂長差取?L=1mm時，濾波器的臂長差誤差容限為0.4μm。
　　(4)研究了基于F-P腔的微波光子濾波器理論模型，對F-P腔長度存在誤差時濾波器性能的影響進行定量的分析。建立了F-P腔長度存在誤差時濾波器透射譜的波長漂移量和峰值功率損耗的模型，并通過Matlab仿真驗證。理論與仿真結