光学滤波器详解PPT讲座.ppt

光滤波器光滤波器:在光纤通信系统中,只允许一定波长的光信号通过的器件。光滤波器可分为固定的和可调谐的两种。固定滤波器允许一个固定的、预先确定的波长通过,而可调谐的滤波器可动态地选择波长。Fabry-Perot滤波器基本原理:F-P干涉仪,平行平板的多光束干涉。当入射光波的波长为腔长的整数倍时,光波可形成稳定振荡,输出光波之间会产生多光束干涉,最后输出等间隔的梳状波形(对应的滤波曲线为梳状)。F-P滤波器特性自由谱区FSR(FreeSpectralRange):相邻两个谐振频率的间距。FSR=C/2ndn-中间介质折射率;d-腔长3dB带宽F:传输系数的数值降为最大值的一半应的频带宽度。R越大,F越窄精细度F(Finesse):自由谱区与3dB带宽之比。R越大,精细度越大。FrequencyFFSR=C/2nd高反射率窄带滤波器(f)(a)FSR传输函数Pin(f)(b)输入功率Pout(f)(c)输出功率f1f2f3………….fNP1P2P3………….PNf1f2f3………….fNF-P滤波器的传输特性(a)传输函数(b)N个信道经波分复用后加到滤波器输入端的频谱图(c)滤波器输出端DWDM系统对F-P滤波器参数的要求:F-P腔的自由谱区FSR必须大于多信道复用信号的频谱宽度,以免使信号重叠,造成混乱。在DWDM中,信道间距小于1nm,所以要求F-P腔有较窄的带宽F。精细度F要高级联F-P腔多层介质膜滤波器介质薄膜光滤波器解复用器利用光的干涉效应选择波长。连续反射光在前表面相长干涉复合,在一定的波长范围内产生高能量的反射光束,在这一范围之外,则反射很小。这样通过多层介质膜的干涉,通过某一波长,阻止其它波长。多层介质膜工作原理所有从前后相挨的两个界面上反射的波都具有相长干涉的特性(相位差为180度),经过几层这样的反射后,透射光强度将很小,而反射系数将达到1。薄膜多共振腔滤波器传输特性:腔越多滤波器顶越平边缘越陡光纤光栅光纤光栅是近几年发展最为迅速的一种光纤无源器件。它是利用光纤中的光敏性而制成的。光敏性是指当外界入射的紫外光照射到纤芯中掺锗的光纤时,光纤的折射率将随光强而发生永久性改变。人们利用这种效应可在几厘米之内写入折射率分布光栅,称为光纤光栅。光纤光栅最显著的优点是插入损耗低,结构简单,便于与光纤耦合,而且它具有高波长选择性。