一种基于少模光子晶体光纤模式复用的可调谐微波光子滤波器的制作方法

技术特征：
1.一种基于少模光子晶体光纤模式复用的微波光子滤波器，其特征在于包括光源(1)、调制器(2)、模式复用器(3)、具有等模式群时延差特性的少模光子晶体光纤(4)及光电探测器(5)；其中光源(1)与调制器(2)的光输入端口(21)相连，调制器(2)的射频输入端口(23)为微波光子滤波器的接入端口，用于输入射频信号，调制器(2)的光输出端口(22)连接模式复用器(3)的输入端口，模式复用器(3)的输出端口与具有等模式群时延差特性的少模光子晶体光纤(4)的输入端连接，具有等模式群时延差特性的少模光子晶体光纤(4)的输出端与光电探测器(5)的光输入端口连接，光电探测器(5)的射频输出端口为微波光子滤波器的输出端口，用于输出射频信号。2.根据权利要求1所述的基于少模光子晶体光纤模式复用的微波光子滤波器，其特征在于所述的光源(1)是窄线宽连续可调谐激光器，或者是宽带光源。3.根据权利要求1所述的基于少模光子晶体光纤模式复用的微波光子滤波器，其特征在于所述的模式复用器(3)支持单模光纤中的基模耦合到具有等模式群时延差特性的少模光子晶体光纤的n个模式组，为单模光纤中的光信号耦合进入少模光子晶体光纤的装置。4.根据权利要求3所述的基于少模光子晶体光纤模式复用的微波光子滤波器，其特征在于所述的少模光子晶体光纤(4)具有空间分集特性，支持n个空间正交的模式组传输，且相邻模式组的模式群时延差相同，模式群时延差随波长线性变化。5.根据权利要求4所述的基于少模光子晶体光纤模式复用的微波光子滤波器，其特征在于所述滤波器为n抽头fir滤波器，抽头数n由少模光子晶体光纤的n个空间正交模式组确定，n个抽头的幅值由模式复用器耦合到n个模式组的光功率决定。6.根据权利要求1所述的基于少模光子晶体光纤模式复用的微波光子滤波器，其特征在于所述的微波光子滤波器的自由频谱范围(fsr)由少模光子晶体光纤的长度与模式群时延差共同决定。7.根据权利要求2所述的基于少模光子晶体光纤模式复用的微波光子滤波器，其特征在于滤波响应可调，其调谐特性由可调谐激光器与少模光子晶体光纤的模式群时延差特性共同实现；通过调谐窄线宽可调谐激光器的波长实现滤波器滤波响应的调谐。8.根据权利要求2所述的基于少模光子晶体光纤模式复用的微波光子滤波器，其特征在于滤波响应可重构，其重构特性由宽带光源的光谱响应决定；通过调节宽带光源的光谱响应实现滤波器滤波响应的可重构。9.一种具有等模式群时延差特性的少模光子晶体光纤的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：第一，根据制备条件，选取光纤纤芯介质中二氧化锗的掺杂浓度的取值，进一步地确定在确定波长处的纤芯折射率最大值、包层折射率；第二，根据所需要设计的模式组数量确定纤芯半径、包层半径；第三，根据得到的纤芯折射率最大值、包层折射率、纤芯半径以及包层半径计算不同模式组的有效折射率，及各模式组的群延时；第四，通过调整少模光子晶体光纤的空气孔半径、空气孔距离纤芯外沿的距离获得相邻模式组的群延时等间隔分布。10.根据权利要求9所述的具有等模式群时延差特性的少模光子晶体光纤的设计方法，其特征在于，所设计的少模光子晶体光纤是作为光纤延迟线应用于权利要求1
‑
8任一项所
述的基于少模光子晶体光纤模式复用的微波光子滤波器。

技术总结
一种基于少模光子晶体光纤模式复用的可调谐微波光子滤波器，是应用于微波光子领域的一种器件。所述装置包括：光源、调制器、模式复用器、少模光子晶体光纤和光电探测器组成。本结构的核心部分是：具有等模式群时延差特性的少模光子晶体光纤结构。本发明的优点：提供了一种紧凑、易实施的微波光子滤波器结构；解决了传统单光源微波光子滤波器中的光相位噪声干扰问题；优化了庞大冗杂的传统多光源微波光子滤波器结构；降低了器件生产成本；提升了器件使用的灵活度。件使用的灵活度。件使用的灵活度。


技术研发人员：张爱玲 胡广
受保护的技术使用者：天津理工大学
技术研发日：2021.08.18
技术公布日：2021/11/28