光濾波器概述

1、光濾波器光濾波器是用來進行波長選擇的儀器，它可以從眾多的波長中挑選出所需的波長，而除此波長以外的光將會被拒絕通過。它可以用于波長選擇、光放大器的噪聲濾除、增益均衡、光復用解復用。概述概述光耦合器或者光復用器是把不同波長的光復用到一根光纖中的，不同的波長傳載著不同的信息。那么在接收端，要從光纖中分離出所需的波長，就要用到光濾波器。[1][1]理論基礎理論基礎籠統(tǒng)地講，凡是能夠選擇光頻的技術，原則上都可用于制造光濾波器。光濾波器基本是由以下

2、理論構筑其理論基礎。角色散理論角色散理論光柵分光原理示意圖[2]由光學理論可知，光柵和三棱鏡是一種典型的角色散元件。當多種波長的混合光通過這些元件時，就會發(fā)生衍射，由于衍射角的不同，可使混合波發(fā)生分離，從而獲得單一波長的光。a.光柵的分光原理光柵的分光原理于涉膜潞光器結構示意圖[4]干涉膜的結構如附圖所示。它由兩種折射率（n）大小不等的介質(zhì)膜交替疊加而成。其厚度為14波長，通過介質(zhì)膜的不同選擇構成長波通、短波通和帶通濾波器。高折射率層反

3、射的光線其相位不會偏移，低折射率層反射的光線其相位偏移180度。通過每層薄膜界面上多次反射和透射光的線性疊加，當光程差等于光波長時，或是同相位時，多次透射光就會發(fā)生干涉，同相加強，形成強的透射光波，而反相光波相互抵消。通過適當設計多層介質(zhì)膜系統(tǒng)，就可得到濾波性能良好的濾光片。干涉膜濾光片的每一層薄膜類似于法布里羅（FP）腔。眾所周知，法布里一泊羅腔的選頻特性是基于在腔內(nèi)形成駐波。通過腔長的控制來控制諧振波的多少，當腔長很短時，只允許幾個

4、甚至于一個波存在。由于干涉膜是多層結構，從而可以達到對多種波長的選擇。M—Z干涉濾波器[5]總之，利用干涉原理，就可設計出濾波器。例如馬赫一曾德（MachZahnder，MZ）干涉結構就可作光濾波器，如附圖所示。輸入信號光功率Pin經(jīng)第一個3dB耦合器后，等分為P1和P2兩部分。由于路程差不同，當?shù)竭_第二個3dB耦合器時，相位差將決定合成后輸出光的強度。同相加強，反相相消。因此，只要調(diào)整光波導的長度，便可選出所需要的波長。[2]耦合模濾

5、波原理耦合模濾波原理錐光纖與微球諧振腔組成的光上下復用器[6]當兩根單模光纖通過熔融拉錐而使其芯部很接近時，在錐形的腰部，其中一根光纖中傳輸?shù)亩嗖ㄩL信號，其基模（芯模）將會通過消失場變?yōu)轳詈夏?。而耦合比的大小由錐形幾何尺寸分布所決定。當某一波長有較大耦合比時，就可從混合波中分離出來，從而達到光濾波作用。單模光纖方向耦合器作c光解復用器就是利用這種原理。附圖是利用耦合模理論制作的光濾波器及光的上下復用器（OADM）。當復用光波信號從1端口