( 4 )按照如下公式可以得到待測光濾波器的幅頻響應(yīng)值， ^
其中公式的分母中±的選擇 取決于其頻率更靠近分子項(xiàng)中的頻率；
[0030] (5)通過改變加載在電光調(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)、從而得到待測光濾波器相對于光載波fo不同頻率匕的幅頻響應(yīng)。
[0031] 附圖1是本發(fā)明光濾波器幅頻響應(yīng)的測量系統(tǒng)原理框圖：分束器121和合束器124 構(gòu)成一個(gè)外移頻外差儀，分束器Π 22和合束器Π 23構(gòu)成內(nèi)移頻外差儀;可調(diào)激光光源1發(fā)出 頻率為fQ的光波，經(jīng)過分束器121分成兩束光，其中一束光經(jīng)過電光調(diào)制器4將頻率為匕的正 弦信號(hào)加載在光載波上，被調(diào)制的光信號(hào)經(jīng)過分束器Π 22分成兩部分，一部分經(jīng)過待測 光濾波器6,另外一部分經(jīng)過聲光移頻器Π 72,兩部分光經(jīng)過光合束器Π 23親合，與經(jīng)過聲 光移頻器171移頻后的光載波通過光合束器124耦合。三束光波耦合后進(jìn)入光電探測器8轉(zhuǎn) 化為電信號(hào)，最后由控制和數(shù)據(jù)采集模塊10對頻譜分析儀9中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和記錄。 [0032]本發(fā)明光濾波器幅頻響應(yīng)的測量方法的原理如下：
[0033] 可調(diào)激光光源1發(fā)出頻率為fQ的光波，經(jīng)過分束器121分成兩束光，其中一束光經(jīng) 過電光調(diào)制器4將頻率為匕的正弦信號(hào)加載在光載波fo上，由于掃頻法是借由調(diào)制邊帶對光 濾波器進(jìn)行掃頻測量，所以只需考慮被調(diào)制光信號(hào)的一階邊帶，則光信號(hào)電場可表示為：
[0034]
(1)
[0035] 其中Ao為光載波電場幅度大小，πη為電光調(diào)制器4的調(diào)制系數(shù)，jKnu)為1階第一類 貝塞爾函數(shù)。
[0036] 被調(diào)制的光信號(hào)經(jīng)過光分束器Π 22分為兩部分，一部分經(jīng)過待測光濾波器6,假設(shè) 待測光濾波器6的幅頻響應(yīng)為H( f )，則從待測光濾波器6輸出的電場為：
[0037]
2)
[0038] 其中γ (0〈γ〈1)為這兩部分光的相對幅度系數(shù)。
[0039] 另外一部分調(diào)制光信號(hào)經(jīng)討聲光務(wù)頗器π 72務(wù)頻f2后電場為：
[0040]
(3j
[0041] 被光分束器121分開的另一束光載波通過聲光移頻器171移頻后為：
[0042] E, = pAaej[2：!(h+h)t+^ (4)
[0043] 其中β(0〈β〈1)和Δρ分別為經(jīng)過光分束器121分開的兩部分光波的相對幅度系數(shù) 和相對相位差。
[0044] 這三束光信號(hào)通過外移頻外差儀的輸出端進(jìn)入光電探測器8探測拍頻信號(hào)的功率 為： I^(El + E2+E,)(El+E2+ES
[0045] =C +辦丨(川丨）//(./n ±./;,,)/?(/:,, i./;)cos[2;r(./:,, (5) +^~Υ)βΑ)^\_.?：" _.A)]cos{2^[./.." Mj2 +
[0046] 其中C為直流成分，R為光電探測器8對不同頻率的響應(yīng)度，*表示取共輒復(fù)數(shù)，Iother 表示其它頻率成分的功率。
[0047] 利用控制和數(shù)據(jù)采集模塊10記錄頻率為^、以^、^+5、匕+&42的功率值， 分別為：
[0048] I{fm -i；) = γβ4Η{β0 -Id (6a)
[0049] I{fm +./；) = γβ^ΙΗ?, -fjRU：, +./；) (6b)
[0050] /(./, -./； -ii(6c)
[0051] + U- y W 4 + .f「.f:) (6d)
[0052] 當(dāng) f2 ? 0 時(shí)，R(fm-fl) ? R(fm-fl+f2)和 R(fm+fl) ? R(fm+fl-f2)成立；當(dāng) f2 ? 2fl 時(shí)，R (fm-fl) ? R(fm+fl-f2)和R(fm+fl) ? R(fm-fl+f2)成立。所以待測光濾波器6的幅頻響應(yīng)可以 通過外差頻率成分的功率比值求解出來：
[0053] //(./" +.C) '(? (7a) r i(X,±(/2-乂 )） Γηη「ι1 ,~（1 _尸）'(人,+.,1) ?7|., _] υ~丁_/(純_/;))(7b)
[0055]其中（1-γ )/γ是一個(gè)常數(shù)，公式7(a)和7(b)的分母中±的選擇取決于其頻率更 靠近分子項(xiàng)中的頻率。
[0056] 實(shí)施例
[0057] 待測光濾波器6是濾波中心波長為1550nm，3dB帶寬為O.lnm的帶通光濾波器，設(shè)置 可調(diào)激光光源1輸出光波長為1550nm(對應(yīng)頻率大小為f〇=193.55THz)，以其中一個(gè)測量頻 點(diǎn)為例，當(dāng)微波信號(hào)源5輸出頻率f m=10GHz，聲光移頻器171移動(dòng)頻率為Αι-ΙΟΟΜΗζ(相對 fo減小100MHz)，聲光移頻器Π 72移動(dòng)頻率為f2 = 70MHz (相對增加70MHz)，通過控制和數(shù) 據(jù)采集模塊 1 〇記錄頻率為 f m_f 1 = 10 · 1 GHz、f m+f 1 = 9 · 9GHz、f m_f i+f 2 = 10 · 17GHz、f m+f l_f2 = 9.836泡的幅值分別為1(匕41)=-64.54(^111、1(匕+5)=-56.02(18111、1(匕-負(fù)+6)=-45.08dBm、I(f m+f ^5)=-32.61(^11^圖2為本實(shí)施例中利用本發(fā)明測量光濾波器幅頻響應(yīng) 的一組測量值，通過控制和數(shù)據(jù)采集模塊10記錄的上述四個(gè)頻率成分。
[0058]由于相隔最近，fm+fdPfm+fi，相隔最近，所以對應(yīng)待測光濾波器 在頻率fo+匕處的幅頻響應(yīng)為!1(&+匕)=1(匕41)-1(匕-負(fù)+5)=-19.46(^，在頻率&-匕處的 幅頻響應(yīng)為 H( fo-fm) = I (fm+fi) -I (fm+fi-f2) = -23 · 41 dB。
[0059] 改變微波信號(hào)源5的輸出頻率fm，重復(fù)以上步驟，得到待測光濾波器6相對于光載 波f〇不同頻率^的幅頻響應(yīng)。圖3為本實(shí)施例中利用本發(fā)明測量光濾波器頻率響應(yīng)的方法得 到待測光濾波器6(濾波中心波長為1550nm，3dB帶寬為O.lnm的帶通光濾波器)相對于光載 波f〇不同頻率^的幅頻響應(yīng)曲線，并與利用放大自發(fā)輻射法得到校準(zhǔn)后的幅頻響應(yīng)曲線進(jìn) 行對比，兩曲線非常吻合，驗(yàn)證了本發(fā)明測量光濾波器幅頻響應(yīng)的方法的準(zhǔn)確性。
[0060] 以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選技術(shù)方案對本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定發(fā)明的 具體實(shí)施僅限于這些說明。對本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明 的構(gòu)思的前提下，還可以做出簡單的推演及替換，都應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙移頻外差結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括外移頻外差儀、內(nèi)移頻外差儀； 外移頻外差儀包括分束器1(21)和合束器1(24)，外移頻外差儀的一個(gè)臂上設(shè)置有聲光 移頻器1(71);外移頻外差儀的另一個(gè)臂上設(shè)置依次級聯(lián)的偏振控制器(3)、電光調(diào)制器和 (4)內(nèi)移頻外差儀； 內(nèi)移頻外差儀包括分束器Π (22)和合束器Π (23);內(nèi)移頻外差儀的兩個(gè)臂上分別設(shè)置 有待測濾波器(6)和聲光移頻器Π (72)。2. 采用如權(quán)利要求1所述的一種雙移頻外差結(jié)構(gòu)測量光濾波器幅頻響應(yīng)的方法，其特 征在于，包括W下步驟： 步驟1、設(shè)置可調(diào)激光光源（1)輸出光波的頻率為時(shí)，在電光調(diào)制器(4)的電極上加載頻 率為fm的正弦信號(hào)，聲光移頻器1(71)的電極上加載頻率為fi的正弦信號(hào)，聲光移頻器Π (72)的電極上加載頻率為f2的正弦信號(hào)； 步驟2、通過光電探測器(8)和數(shù)據(jù)采集鏈路記錄在步驟1中的外移頻外差儀的輸出信 號(hào)，記錄頻率為 fm-f 1、fm+f 1、fm-f l+f 2、fm+f 廣f 2 的功率值，分別記為I(fm-fl)、I(fm+fl)、I(fm- 步驟3、按照如下公式可W得到待測光濾波器的幅頻響應(yīng)值，其中公式的分母中±的選擇 取決于其頻率更靠近分子項(xiàng)中的頻率； 步驟4、通過改變加載在電光調(diào)制器(4)電極上的微波信號(hào)頻率fm的大小，重復(fù)步驟1、2、 3,從而得到待測光濾波器相對于光載波時(shí)不同頻率fm的幅頻響應(yīng)。3. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述的一種雙移頻外差結(jié)構(gòu)測量光濾波器幅頻響應(yīng)的方法，其特 征在于：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。4. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述的一種雙移頻外差結(jié)構(gòu)測量光濾波器幅頻響應(yīng)的方法，其特 征在于：聲光移頻器I的電極上加載的信號(hào)頻率fi與聲光移頻器Π 的電極上加載的信號(hào)頻 率f2,滿足f2-2fl或者f2-0。5. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述的一種雙移頻外差結(jié)構(gòu)測量光濾波器幅頻響應(yīng)的方法，其特 征在于:步驟3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。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光濾波器幅頻響應(yīng)的測量方法，屬于光電子技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)掃頻法需要額外校準(zhǔn)的問題，本發(fā)明采用雙移頻外差原理，將經(jīng)過光濾波器前后的光調(diào)制邊帶分別與移頻光載波進(jìn)行外差，實(shí)現(xiàn)單次掃頻的自校準(zhǔn)式光濾波器幅頻響應(yīng)測量，具有測量精度高、測量時(shí)間短、操作方便的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01R23/02
【公開號(hào)】CN105548686
【申請?zhí)枴緾N201510890047
【發(fā)明人】張尚劍, 鄒新海, 王恒, 劉俊偉, 張雅麗, 陸榮國, 劉永
【申請人】電子科技大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月4日