光滤波器PPT课件

1、-1，5.3光滤波器、-刘正祥增根Liu、-、2，5.3光滤波器、光滤波器是使用光学元件对不同波长的光产生不同透射率的光学装置。光滤波器的稳定频率和WDM系统(波分复用)信道选择、上限和下限、解复用.-，3，在电话接入网络中应用光滤波器，WDM电话(WDMPON)使用波分多路复用作为接入技术的手动光网络。是未来接入网络的最终方向。大部分使用以太网手动光纤网络-、4和WDM-PON有三种方案。首先，每个ONU为上行链路和下行链路传输分配一对波长，从而提供从OLT到每个ONU的固定虚拟点对点双向连接。第二，利用可调谐激光器(衍射滤波器)，根据需要向ONU动态分配波长，每个ONU可以共享波长，网络具

2、有可重构性。第三种是无色的ONU(colorlessONU)。换句话说，ONU与波长无关。还有使用WDM-PON和TDM-PON的混合PON。-，5，光滤波器根据工作原理分为棱镜式滤波器三种类型。干涉型滤波器衍射滤波器现有光栅光纤光栅，模式耦合滤波器多层介质薄膜滤波器FR，-，6，棱镜型滤波器：第一个使用棱镜的光学滤波器部件，使用棱镜对不同波长的光具有不同折射率的不同频率的光具有不同偏角优点：峰值透射率强。价格便宜。缺点：由于棱镜是主体组件，因此漫反射系数较小。由于过滤带宽大，不能用作窄带过滤。-，7，窄带滤波，采用干涉滤波器、相干光干涉的原理。模式组合过滤器：基于各种模式组合的过滤器，例如声

3、光、电光或磁光效果。多层介质薄膜过滤器：在玻璃基板上镀多层介质薄膜，并控制基板上沉积的薄膜层数，从而制造出各种窄带宽带过滤器。帕布里-珀罗类型：由平行放置的两个平板构成，在两个平板上镀多层介质膜或金属膜，以提高末端反射率。平行板间距可以变化的话，称为Fabry-Perot干涉仪，恒定间隔，称为Fabry-Perot标准机构)下面的图啊，-，8，多层介质膜过滤器，介质薄膜光过滤器解复用器利用光的干涉效果选择波长。连续反射光是前表面上的相长干涉复合，在一定波长范围内产生高能反射光，在此范围外反射很小。这通过多层介质膜的干涉，通过一个波长阻止另一个波长。-，9，多层介质膜的工作原理，前后相接的两个界

4、面上反射的所有波在相位上具有长干涉的特性(相位差为180度)，在这种反射进行了多层后，透射光强度很小，反射系数达到1。-，10，衍射滤波器，传统光栅：传统光栅滤波器在入射入光栅曲面时使用不同波长的光衍射角度进行滤波，这种滤波技术比较成熟，广泛应用于光信息处理、可调激光等多个领域。光纤光栅：光纤光栅滤波器是一种光无源器件，它利用光学性质在核心内沿光纤核心轴进行折射率变化形成。-，11，主动和被动过滤器的区别？区别在于能否提供光增益。有源滤波器在过滤的同时还提供了光增益，基于激光二极管的滤波器属于有源滤波器。有源滤波器的优点：自由谱范围大。带宽窄。调整时间短。缺点：动态范围小。而且，由于增益饱和引

5、起的线宽扩大和频率牵引等原因，其发展受到限制。在这些参数之后，表示-12，滤波器透射率主参数：1)中心波长：反射或透射带的两个角沿对应波长的平均值。2)峰值波长：表示与反射滤波器的反射峰值或透射滤波器的透射峰值相对应的波长。3)带宽：半宽FWHM，通常称为3bB带宽，是透射或反射滤波器的透射率或反射率下降到最大值的1/2时对应的两个波长的差值。4)自由光谱范围(FSR):当存在多个峰值(由滤波透射峰值中的周期规律表示)时，两个相邻峰值波长(或频率)的差值。有关详细信息，请查看下图，a ，13，-，14，fabry-Perot滤波器，基本原理：F-P干涉仪，多光束干涉平行板。入射光波的波长变为空

6、腔长度的整数倍时，光波形成稳定的振动，输出光波之间产生多光束干涉，最后产生输出等间距的梳状波形(对应的滤波曲线为梳子)。-，15，F-P (faper)过滤器特性，谐振频率ff=mc/2nlm=正整数(光谱上的位置)；C=光速；N=谐振腔折射率；L=谐振腔长自由频谱区FSR(展频):两个相邻谐振频率的间隔。fsr=f(m 1)-f(m)=c/2n；3dB带宽FWHM:应将传输系数的值降低为最大值的一半的频带宽度。r越大，FWHM越窄，精细度f (finsse):自由频谱与3dB带宽的比率。r越大，精细度越大。-，16，-，17，几种常见的Fabry-Perot滤波器：a)光纤波导腔faper滤

7、波器：应用光纤波导端面、电压代替平面镜，压电陶瓷发生电膨胀，改变谐振腔的长度，从而实现频率选择调整。b)气隙波导腔faper滤波器：窄气隙波导腔两侧的光纤端c)以上两种混合内部波导腔faper滤波器：气隙腔在内部波导腔折射率匹配中通过气隙实现频谱调谐，通过内部光纤波导腔增加腔长。具体看下图，MZ滤波器是 ，-，18，-，19，马赫-曾德尔(MZ)型滤波器，实际上以MZ干涉仪为基础工作，插入损耗小，光纤兼容性好，化妆滤波器特性等优点。-，20，基于Mach-Zehnder的滤波器，两个长度为l的波导，与两臂之间的波长相关的相移，分割输入信号的3dB耦合器，在输出端合成信号的3dB耦合器，分割输入

8、光束，在一个通道中引入相移，重建的信号在一个输出端生成相加干扰，在另一个输出端生成消除性干扰，信号最终仅在一个输出端口，光纤耦合器，耦合比k1，k2，折射率分别为n1n2的光纤2臂，-，21，复合后，每个波长的信号光满足一定的相位条件时，两个光纤中的一个相位干扰，一个相位干扰，一个相位消除干扰，-，22，环形谐振腔可以实现对光信号的反馈强化和波长选择，由于环形谐振腔基于动态传输的光形成共振效应，因此其性能优于波谐振器(静态驻波谐振)。四个端口的上下通道过滤比两个端口的FP谐振器更有优势。-，24，free spectral range(FSR)精细(f)质量系数(Q)，-，25，单环谐振器中出现的问题：单环下行滤