圖6為利用CFBG和光纖環(huán)構(gòu)成啁啾光纖光柵環(huán)的可調(diào)諧IIR微波光子濾波器的結(jié)構(gòu)。調(diào)制光信號(hào)注入耦合器中，耦合器的輸入端2和輸出端4通過(guò)光纖構(gòu)成光纖環(huán)，在環(huán)中設(shè)置環(huán)行器，環(huán)行器的端口3串接若干個(gè)不同工作波長(zhǎng)的CFBG，這樣光信號(hào)在光纖環(huán)中被CFBG陣列切割延時(shí)，并通過(guò)環(huán)行器返回到耦合器的輸入端2，得到不同的抽頭響應(yīng)后通過(guò)耦合器的輸出端3輸出。改變輸入光的波長(zhǎng)可以選擇不同的CFBG，這樣光信號(hào)在環(huán)中走的距離不同，延時(shí)就不同，從而改變?yōu)V波器的FSR。

圖6 可調(diào)諧IIR微波光子濾波器的結(jié)構(gòu)

圖7為利用CFBG和光纖環(huán)構(gòu)成啁啾光纖光柵環(huán)的可調(diào)諧陷波濾波器的結(jié)構(gòu)，與可調(diào)諧IIR濾波器結(jié)構(gòu)不同，在耦合器的輸出端3和4通過(guò)光纖構(gòu)成光纖環(huán)，耦合器輸出的兩個(gè)強(qiáng)度相同的信號(hào)在環(huán)中沿相反方向傳輸，分別經(jīng)過(guò)CFBG切割反射后經(jīng)歷了不同的延時(shí)，并從耦合器的輸入端2輸出。兩個(gè)抽頭的光程差由相應(yīng)的CFBG在光纖環(huán)中的位置和輸入光波長(zhǎng)決定。由于采用的是CFBG，因此該陷波濾波器的FSR可連續(xù)調(diào)諧。與IIR結(jié)構(gòu)相比，其主要缺點(diǎn)是:由于有1/2的光信號(hào)返回到原光信號(hào)的入射端，因而存在3dB的光損耗；同時(shí)，為了避免光反射進(jìn)可調(diào)諧激光器，還需在光路中放置光隔離器。

圖7 可調(diào)諧陷波濾波器的結(jié)構(gòu)

IIR濾波器和陷波濾波器均利用了啁啾光纖光柵環(huán)實(shí)現(xiàn)不同特性的濾波功能，且都可調(diào)諧。采用更多CFBG的濾波器，兩者可以實(shí)現(xiàn)更大范圍的調(diào)諧，但結(jié)構(gòu)會(huì)更加復(fù)雜。另外可以通過(guò)控制CFBG在光纖環(huán)上的位置來(lái)保證調(diào)諧的精度。

3、結(jié)論

由于FBG具有獨(dú)特的波長(zhǎng)選擇特性，因而可用來(lái)更加靈巧地構(gòu)建微波光子濾波器，而在構(gòu)成方式上，利用CFBG代替FBG可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)諧，且結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單；另外可以利用特殊結(jié)構(gòu)的光纖光柵構(gòu)成微波光子濾波器，但其制作比較復(fù)雜，精度難以控制，可以考慮用多個(gè)FBG代替特殊結(jié)構(gòu)的光纖光柵實(shí)現(xiàn)特殊結(jié)構(gòu)光纖光柵的濾波功能。近幾年來(lái)利用CFBG環(huán)構(gòu)成微波光子濾波器的結(jié)構(gòu)屢見(jiàn)報(bào)道，理論和試驗(yàn)都證明，這種方式不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且濾波功能更完善，如果在光纖環(huán)中加入摻鉺光纖，可實(shí)現(xiàn)高Q 值和連續(xù)可調(diào)諧的微波光子濾波器，相信這將是微波光子濾波器的發(fā)展趨勢(shì)。

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作者：祁春慧、裴麗、郭蘭、吳樹(shù)強(qiáng)、趙瑞峰，北京交通大學(xué)，光波技術(shù)研究所，全光網(wǎng)與現(xiàn)代通信網(wǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室