串联的光纤环腔的光学滤波特性.doc

串联的光纤环腔的光学滤波特性摘要：一个简单的光学滤波器串联双耦合器游标回路谐振器提出了复合纤维滤波器由两个人双耦合器复合纤维环谐振器。输出循环和传播领域和强度,以及一些性能参数如对比,策略和自由光谱范围,提出了计算和图形的形式。比较了该提议滤波和游标一个一个人双耦合器复合纤维环谐振器。仿真结果表明,该算法的对比和手腕的游标滤波相比,可明显提高双耦合器个体复合纤维环谐振器。和发现的自由光谱范围滤波器可加强了游标操作。这些结果是有用,当该游标过滤器是用来构建窄带宽过滤器和单频光纤激光器。1 介绍Optical-fiber-based谐振器能够示范高频选择性和强大的力量存储在共振频率。所以他们有许多应用在激光谐振器1,光学开关2的基础上,add-dropfilters3、光子生物传感器4和5的光谱分析仪,etc.Ring振荡器也有相当大的重要性是稳定的频率分布反馈激光和吗频分复用传输系统6、7。当他们被用作一种光学滤波和/或在波分复用系统的解多工器,他们被要求有一个广泛的自由光谱范围(FSR)和大策略为了容纳更多的渠道和interchannel crosstalks审判。有两种方式扩大FSR。第一个拥有一个环谐振器用比较小的环构造波导。这个FSR的这个传统的环谐振器是成正比的逆的长度;环长度应减少增加FSR。但众所周知,弯曲迅速增加的损失减小波导长度。因此,最宽FSR体制是可信的由最小环长度为最大可接受的价值弯曲损耗。第二种方法扩大使用游标FSR在不同的操作配置8 - 14)。例如,一个double-coupler环谐振器,有一个two-ring腔,其FSR增加了游标操作提出了吗文献8。同时一些丁晓萍。9提出一个共振环镜,配置和脆弱。两个耦合器反映元素在反馈的手臂。使用游标效应,提出了装置的FSR三倍提高。太阳丁晓萍。10提出了一种高双折射光纤(HBF)环谐振器和一个内嵌虚弱反射器。使用效果的内在游标之间旅游正交极化光沿快速和慢HBF的夹角, FSR反射偏振光的增强。在本文中,我们第二种方法调查:游标操作double-coupler回路串联谐振腔复合稍微不同的回路周长。这个装置能给传输函数与改善策略和对比度,可以产生一抑制的光谱延长FSR命令没有显著的减少循环周长的振荡器。2 理论分析图double-coupler结构的化合物环谐振器(DCLR)被显示在图1。这原理图的滤波器,提出了游标double-coupler复合纤维级回路谐振器(CDCLR)被显示在图2。CDCLR由的两个决策double-coupler复合循环振荡器。首先,我们认为DCLR图1中。在复杂的输入了port1电场,电场总是宣传顺时针方向转动的随光纤环路。为了简单起见,我们假耦合器极化现象和纤维的依赖,所以,这个复杂的电气领域是可以治疗的标量。除此之外,我们还承担耦合器点设备,如下。,具有零长度。耦合公式耦合器和传播的关系不同的观点沿纤维即可下面的公式表达。公式（1）-（7）？l是图1所示的光纤的段长度，？和？分别是第i个耦合器的强度损耗和强度耦合系数。？和？分别是光线的吸收系数和传播系数。使用这些方程我们可以很容易获得如下的输出场，见公式（8）（9），相应的强度输出由公式（10）（11）给出。当循环场E2共振时，输出场E7应该等于0. 设置其真实想象的成分调整到零的情绪智商。(9),我们能得到的要多得多共振条件下的振幅和相位共振条件下如下,在m是指任何整数和k11r k11价值共振。对于手腕输出场E4类,这是定义为频率的比值之间的分离传输的full-width山峰在半最高的山峰,易于获得Eqs。(10)和(13)如下:对比率的C1,定义为的比率最大的最低的发射强度输出场E4类,给出了(15)。那么,让我们考虑串联结构图2。左手臂的输入第二循环是输出从右手的手臂的第一个。这样的右边的情绪智商。(1)为一双迴圈在系列的产品输出的第一场这一术语指的是循环乘以传播通过连接部分纤维。因为两圈是等价的,最后的结果可表示为两圈在定义参数A2、t21,k2i(i = 1,2),在第二个循环I2d相似,第一名环,类似于one-loop结构、振幅共振条件下,相共振的条件在串联两圈的系列可以如下所述。见公式至（20）。3 结果和讨论的帮助。(10)和Eqs(13)、输出强度I4 / I1功能的DCLR光学阶段循环的变化对不同k11图示图3中。从图时,发现输出强度相当依赖于耦合系数的吗适配器。当耦合系数满足。k11共振条件、k11 = k11r,输出强度我4 / I1具有最大价值曲线(a)和在这种情况下,输出端口7是强度等于零。当k11偏离耦合系数k11r优化值,由于输出强度港7不等于零,输出强度我4 / I1相对于共振。此外,图3显示,在under-coupling状态(k11ok11r),曲线变得广阔,如下。,在half-maximum full-width共振峰增加。在over-coupling状态(k114k11r),曲线清晰。为达到最好的效果,计算的结论k11r最佳值(k21r)。DCLR光谱和CDCLR反应光纤参数b(l11 + l12型),是显示在图4。为简单,我们假设CDCLR两圈相同的,那就是。,他们有同样的强度损失和耦合系数的相应强度耦合器。我们的计算参数如下:周长的纤维环是两个li1 + li2 = 1米(i = 1,2)、吸收系数纤维是一种= 1 dB /公里,连接的长度纤维的截面是0.5米。从外形,它很容易看到那两个有相同的periodicity.This曲线阐明了DCLR和CDCLR现象在相同的频率谐振状态时,两个CDCLR纤维环都是相同的。它也可以看出从图4,输出CDCLR强度小,较窄线宽比DCLR,分别,是因为它有更多的损失theDCLR比。这个策略和对比度这两种类型的设备所具有的功能是k12,分别绘制了无花果。5和6。选择的参数都是一样的在图4。在图6,我们也绘制的曲线当两圈技巧在CDCLR是不同的,这周长比是五3两圈。从图5,它很容易看到,有一个标志改进的巨大反差CDCLR相比DCLR的。例如,如果DCLR的对比20分贝correspondingto k12 = 0.84),对比CDCLR可以增加到40分贝。对比CDCLR是两倍大DCLR的,这也可源自Eq。(20)。从图6,我们可以看到改良的策略在CDCLR也是如此显著,而较不明显的提高对比。这是显而易见的。(19)和Eqs(20)。情绪智商。(20)的对比表明,等效两个循环是产品中的每一个的对比度,这将引起快速增长的对比。但增加手腕是由情商。(19),这是一个快速变化少得多。此外,图6也显示了娴熟的两个相同CDCLR曲线与循环和用两种不同环是近superposed.This现象的影响,说明循环周边的小改进策略。作为aquantitative解释,当两个圈相同,Eq。(19)可以减少到F = F1;这可能会导致提高1.554倍的技巧。当两圈在CDCLR是不同的,从情绪智商。(19),改进的策略是用一个因子1.556左右。所以,有一个小的影响的改变回路的手腕enhancement.In周长另外,Eq。(19)也表明,等效手腕的迥异的两圈的个体手腕仅有轻微的比大的一个个人finesses。例如,如果F1和F2是50岁的10个,等效手腕、根据情商。(19),是51.89,这是唯一一个最小的improvement.Therefore,在那里少了使用一对环路与吗finesses迥异。除了最佳振幅共振条件下,相共振的条件是另一个重要条件。从CDCLR的构成框图在图2,它很容易看见的传递函数CDCLR表示为一个产品的转移个人DCLR功能。因此,只有在两个阶段完成信号频率共振条件(16)与钛酸型(17 b)将被通过了CDCLR。在这种情况下,有一个高强度和FSR传播的CDCLR即可增强相比,两圈的另行规定。这里FSR被定义为分离两个相邻共振峰之间,表示为FSR = n。根据Eqs。(16)与钛酸型(17 b),当两圈同时共振率的长度第一个纤维环和第二纤维环L1:L2 = p:问在p和q是自然和coprime编号,分别。在这种情况下,镀通孔峰值第一。主要环就符合主要高峰的qth是第二位的环和其他主要不履行两峰共振条件会沮丧。因此,结果这两个在这FSR系列单倍第一次环和问倍,第二个循环。这是增加FSR游标效果CDCLR。图7显示传输功能相位变化的循环。长比率第一is7:9和第二个循环,和其它参数这些图4中。可以看出,在图7结果CDCLR FSR滤波器的提高7倍作为第一次个人环和9倍第二本。这个结果一致的意见分析。4 总结 本文提出了一种光学游标滤波器串联double-coupler复合纤维环谐振器(CDCLR),它由两个人double-coupler复合纤维环谐振器(