一種光濾波器幅頻響應(yīng)的測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光濾波器幅頻響應(yīng)的測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 光濾波器是光纖通信系統(tǒng)中不可或缺的基本器件，波分復(fù)用技術(shù)特別是密集波分 復(fù)用技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用要求光濾波器的帶寬越來(lái)越窄，例如，目前波分復(fù)用系統(tǒng)的相鄰?fù)?道間隔已經(jīng)達(dá)到25GHz甚至12.5GHz，與之相匹配的陣列波導(dǎo)光柵帶寬在不斷的減小，發(fā)展 與此相適應(yīng)的窄帶光濾波器分析技術(shù)對(duì)于分析波分復(fù)用系統(tǒng)的通道串?dāng)_分析、提高系統(tǒng)容 量和碼率特別重要。
[0003] 通常，測(cè)量光濾波器的頻率響應(yīng)的方法有調(diào)制相移法(Kawanishi T，Sakamoto T， Izutsu M.Optical filter characterization by using optical frequency sweep technique with a single sideband modulator[J].IEICE Electronics Express，2006， 3(3) :334-38.)、相干檢測(cè)法（Jin C，Bao Y，Li Z H.High-resolution optical spectrum characterization using optical channel estimation and spectrum stitching technique[J] .Optics Letters，2013,38(13) :2314-2316.)、放大自發(fā)福射法（CranchG A， FlockhartG M. Tools for synthesising and characterising Bragg grating structures in optical fibres and waveguides[J].Journal of Modern 0ptics，2012， 59(6) :493-526.)、掃頻法（Tang Z Z，Pan S L，Yao J P.A high resolution optical vector network analyzer based on a wideband and wavelength-tunable optical single-sideband modulator[J].Optics Letters,2012,6(20):6555-6560；ffang M G,Yao J P. Optical vector network analyzer based on unbalanced double-sideband modulation[J].Photonics Technology Letters,ΙΕΕΕ,2013,8(25):753-756；Qing T,Xue M,Huang M H,Pan S L.Measurement of optical magnitude response based on double-sideband modulation[J] .Optics Letters，2014,39(21) :6174-6176.)。其中調(diào)制 相移法和相干檢測(cè)法使用波長(zhǎng)可調(diào)諧光源進(jìn)行掃頻，測(cè)量分辨率受限于光源的掃頻步進(jìn)和 穩(wěn)定性;放大自發(fā)輻射法采用放大自發(fā)輻射光源的超寬譜特性對(duì)光濾波器進(jìn)行測(cè)量，但受 限于光譜儀的分辨率，一般分辨率只有O.Olnm;掃頻法是利用光調(diào)制器和探測(cè)器組合，借由 調(diào)制邊帶對(duì)光濾波器進(jìn)行掃頻測(cè)量，其測(cè)量分辨率高，但需要對(duì)電光調(diào)制器和光電探測(cè)器 的頻響進(jìn)行額外校準(zhǔn)。目前，亟需發(fā)展一種無(wú)需額外校準(zhǔn)的電掃頻方法以滿足光濾波器高 分辨率測(cè)量的要求。為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明采用雙移頻外差的方法，對(duì)光濾波器的幅頻 響應(yīng)進(jìn)行掃頻測(cè)量，單次掃頻測(cè)量即可獲得光濾波器幅頻響應(yīng)，具有自校準(zhǔn)、精度高、操作 簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于雙移頻外差的自校準(zhǔn)式光濾波器幅頻響應(yīng)掃頻 測(cè)量方法，以提高光濾波器幅頻響應(yīng)測(cè)量的精度和效率。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] -種光濾波器幅頻響應(yīng)的測(cè)量方法，該方法包括以下步驟：
[0007] (1)構(gòu)建雙移頻外差結(jié)構(gòu)，包括可調(diào)激光光源、分束器I、分束器Π 、合束器I、合束 器Π 、電光調(diào)制器、待測(cè)光濾波器、聲光移頻器I、聲光移頻器Π 、光電探測(cè)器、其中可調(diào)激光 光源的輸出接分束器I的輸入端，分束器I和合束器I構(gòu)成一個(gè)外移頻外差儀，聲光移頻器I 放置于外移頻外差儀的一個(gè)臂上，偏振控制器、電光調(diào)制器和內(nèi)移頻外差儀依次級(jí)聯(lián)放置 于外移頻外差儀的另一個(gè)臂上，內(nèi)移頻外差儀由分束器Π 和合束器Π 構(gòu)成，待測(cè)濾波器和 聲光移頻器Π 分別放置于內(nèi)移頻外差儀的兩個(gè)臂上，外移頻外差儀的輸出即合束器I的輸 出接光電探測(cè)器的輸入端；
[0008] (2)設(shè)置可調(diào)激光光源輸出光波的頻率為fo,在電光調(diào)制器的電極上加載頻率為 fm的正弦信號(hào)，聲光移頻器I的電極上加載頻率為h的正弦信號(hào)，聲光移頻器Π 的電極上加 載頻率為f2的正弦信號(hào)；
[0009] (3)通過(guò)光電探測(cè)器和數(shù)據(jù)采集鏈路記錄在(2)步驟中的外移頻外差儀的輸出信 號(hào)，記錄頻率為fm_f l、fm+f l+f2、fm+f l_f2的功率值，分別記為I (fm_f 1)、I (fm+f 1)、I (fm_ fl+f2)、I(fm+fl-f2);
[0010] ( 4 )按照如下公式可以得到待測(cè)光濾波器的幅頻響應(yīng)值， 鞏/^+乂,）。、、和叫/〇-/")* u，其中公式的分母中土的選擇 八九土 (Λ - ./i)) 九 + (/2 - A)) 取決于其頻率更靠近分子項(xiàng)中的頻率；
[0011] (5)通過(guò)改變加載在電光調(diào)制器電極上的微波信號(hào)頻率匕的大小，重復(fù)步驟(2)、 (3)、（4)、從而得到待測(cè)光濾波器相對(duì)于光載波fo不同頻率匕的幅頻響應(yīng)。
[0012] 該光濾波器幅頻響應(yīng)的測(cè)量方法的特征在于構(gòu)建雙移頻干涉儀結(jié)構(gòu)，內(nèi)移頻干涉 儀嵌于外移頻干涉儀的一個(gè)臂上。
[0013] 該光濾波器幅頻響應(yīng)的測(cè)量方法，其中電光調(diào)制器為電光強(qiáng)度調(diào)制器或者電光相 位調(diào)制器。
[0014] 作為優(yōu)選，聲光移頻器I的電極上加載的信號(hào)頻率Π 與聲光移頻器Π 的電極上加 載的信號(hào)頻率f2,滿足f2 * 2fi或者f2 ? 0。
[0015] 作為優(yōu)選，步驟(4)公式的分母中±的選擇取決于其頻率更靠近分子項(xiàng)中的頻率。
[0016] 綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：
[0017] (1)本發(fā)明一種光濾波器幅頻響應(yīng)的測(cè)量方法，采用雙移頻干涉儀結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了自 校準(zhǔn)測(cè)量光濾波器幅頻響應(yīng)的功能，方法更加簡(jiǎn)潔，測(cè)量準(zhǔn)確度更高。
[0018] (2)本發(fā)明一種光濾波器幅頻響應(yīng)的測(cè)量方法，利用了光調(diào)制的上下邊帶，測(cè)量時(shí) 頻率范圍可以為微波掃頻頻率的兩倍，擴(kuò)展了測(cè)量頻率范圍。
[0019] (3)本發(fā)明一種光濾波器幅頻響應(yīng)的測(cè)量方法，利用微波掃頻測(cè)量，較傳統(tǒng)的波長(zhǎng) 掃描，分辨率大大提高。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是本發(fā)明光濾波器幅頻響應(yīng)的測(cè)量系統(tǒng)原理框圖；
[0021 ]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中通過(guò)控制和數(shù)據(jù)采集模塊記錄的一組測(cè)量值示意圖；
[0022] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中測(cè)量得到待測(cè)光濾波器相對(duì)于光載波fO不同頻率fm的幅頻 響應(yīng)曲線，以及與利用放大自發(fā)輻射法得到校準(zhǔn)后的幅頻響應(yīng)曲線進(jìn)行對(duì)比。
[0023] 其中附圖1標(biāo)記：1_可調(diào)激光光源、21-分束器1、3_偏振控制器、4-電光調(diào)制器、5-微波信號(hào)源、22-分束器Π 、6-待測(cè)光濾波器、71-聲光移頻器I、72-聲光移頻器Π 、23-合束 器Π 、24-合束器1、8_光電探測(cè)器、9-頻譜分析儀、10-控制和數(shù)據(jù)采集模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本說(shuō)明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0025] -種光濾波器幅頻響應(yīng)的測(cè)量方法，該方法包括以下步驟：
[0026] (1)構(gòu)建雙移頻外差結(jié)構(gòu)，包括可調(diào)激光光源、分束器I、分束器Π 、合束器I、合束 器Π 、電光調(diào)制器、待測(cè)光濾波器、聲光移頻器I、聲光移頻器Π 、光電探測(cè)器、其中可調(diào)激光 光源的輸出接分束器I的輸入端，分束器I和合束器I構(gòu)成一個(gè)外移頻外差儀，聲光移頻器I 放置于外移頻外差儀的一個(gè)臂上，偏振控制器、電光調(diào)制器和內(nèi)移頻外差儀依次級(jí)聯(lián)放置 于外移頻外差儀的另一個(gè)臂上，內(nèi)移頻外差儀由分束器Π 和合束器Π 構(gòu)成，待測(cè)濾波器和 聲光移頻器Π 分別放置于內(nèi)移頻外差儀的兩個(gè)臂上，外移頻外差儀的輸出即合束器I的輸 出接光電探測(cè)器的輸入端；
[0027] (2)設(shè)置可調(diào)激光光源輸出光波的頻率為fo,在電光調(diào)制器的電極上加載頻率為fm 的正弦信號(hào)，聲光移頻器I的電極上加載頻率fi的正弦信號(hào)，聲光移頻器Π 的電極上加載頻 率f2的正弦信號(hào)；
[0028] (3)通過(guò)光電探測(cè)器和數(shù)據(jù)采集鏈路記錄在(2)步驟中的外移頻外差儀的輸出信 號(hào)，記錄頻率為fm_f l、fm+f l+f2、fm+f l_f2的功率值，分別記為I (fm_f 1)、I (fm+f 1)、I (fm_ fl+f2)、I(fm+fl-f2);
[0029]