浅议可调谐光滤波器偏振控制的研究
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作者: 王羽林
【摘要】21世纪是通信技术时代，每一项技术都在潜移默化的改变我们人类的生活。调滤波器现在已经融入我们不同人的生活，在国内对它的控制在结构振动控制领域的研究还是很贫乏。本文将详细述说调滤波器的功能，并详加对它在偏振控制领域的介绍。
【关键词】可调滤波器；结构偏振；详加控制
可调谐光滤波器是一种波长选择器件，在光纤通信和光纤传感领域中具有广泛的应用，可以用于半导体激光器或光纤激光器的反射腔镜和窄带滤波、复用／解复用器、光放大器中的噪声抑制、波长选择器、波长转换器以及色散补偿器等。特别是随着我国光纤通信和光纤传感技术的深入发展，作为复用器与解复用器以及传感解调系统的核心部分，可调谐光滤波器已经成为光网络中不可或缺的关键器件。
一、可调谐光滤波器的概说及分类
可调谐光滤波器是一种频率选择器件，在通信中应用很多，它的主要功能是在许多不同波长的输入光信号中，根据我们的需要选择所需的光信号。好的光滤波器可以具有细度高来容纳许多信道、可带宽窄来允许不同的信道间隔小、波长(频率)可调节范围宽、波长有很好的稳定性好和较高的精密度等优点，有好质量，它的价格优势就比较出来了。21世纪是信息通信时代，对于光滤波器的技术飞速发展，并且开发的产品日益完善。现在市面上出现的可调谐光滤波器分别基于声光、波导、液晶、微电子机械系统(MEMS)和光纤光栅等技术。
可调谐光滤波器市面上发行以比较广，现在我就所收集的具有比较有发展前途的可调谐光滤波器在此详加介绍。
(1)光纤光栅可调谐滤波器
光纤光栅是一个光纤折射率得到周期调制光纤器件，它的这种折射率调制在使光纤内传输的光信号的不一样的模式进行耦合。一般而言，短周期光纤光栅，是要满足Bragg条件的人射光被光纤光栅耦合到反射模光纤光栅的中心，由波长灵敏性，由光纤弹性、弹光和热光，并加载应力特性来决定。通过实验证明，在采用温度控制这种一般的方法对光纤光栅进行调谐速度较慢，可以得知机械调谐方法要有良好的机械稳定性和可循环性。
(2)声光可调谐滤波器
声光滤光器是一种按照声光原理工作的滤波器件。在AOTF中，晶体要按特定方向取向，而在声波感应的双折射变化，有宽带光输入光束中比较特定波长的光束被转换到它的垂直偏振态，它的控制是理论界研究的重点。偏振态发生变化我们一般称为反常声光互作用。声光滤光器通常工作在反常互作用状态，而当复色光入射到声光晶体中时，此时满足动量匹配的光衍会射成两束正交的偏振单色光。在改变超声频率时，衍射的光频率也随之发生变化，所以声光滤光器在对衍射光波长的调谐极为方便。
(3)液晶可调谐滤波器
液晶光滤波器是一种利用选频原理，基于F--P腔干涉仪原理和液晶的电控双折射效应，并将波导内的液晶等效为单轴晶体，使其光轴为液晶指向矢方向的滤波器件。现在，液晶可调谐滤波器具用控制简单、调制电压低、光衰减范围大和连续可调等优点，可以预见，在未来的光通信系统中有会有很好的应用前景。
二、滤波器电容的选择
滤波器构造有着许多注意的，电容的选择是在电路中的容抗(按需要滤除的杂波的基波频率计)，是相应电路中负载电阻的(1／15左右)。例如：电压24V、电流2A的电源中，负载电阻是12Ω，单相整流后的基波是100Hz，容抗应该在0.8Ω左右。Xc=l／(27πfC)。
经过整流桥以后的是脉动直流，波动范围很大。后面一般用大小两个电容大电容用来稳定输出，众所周知电容两端电压不能突变，因此可以使输出平滑小电容是用来滤除高频干扰的，使输出电压纯净电容越小，谐振频率越高，可滤除的干扰频率越高。
通过收集资料我们还有以下选择方法。电容对地滤波，需要一个较小的电容并联对地，对高频信号提供了一个对地通路。电源滤波中电容对地脚要尽可能靠近地。理论上说电源滤波用电容越大越好，一般大电容滤低频波，小电容滤高频波。可靠的做法是将一大一小两个电容并联，一般要求相差两个数量级以上，以获得更大的滤波频段。
三、可调谐光滤波器在偏振控制领域中的应用
由于受到工艺的限制，以往的可调谐滤波器在调谐速率、动态范围以及插入损耗等方面的性能较差，难以满足实际应用的需求。可调谐光滤波技术是WDM系统的最主要的技术，可调谐光滤波器主要用于在WDM作为波长选择、分配、分集、路由和用户收发多路器等。
AOTF分离WDM信号这个系统可以分离出信道间隔为0.8nn，1的32路波长中的任何波长信号。它采用了2个AOTF来实现任意一路或多路波长的选择。这种波长选择方法已经很好地实现了相邻信道的串话抑制。
自适应系统可以利用前一时刻已经获得的滤波器参数等结果，自动的调节现时刻的滤波器参数，以适应信号和干扰未知的或随时间变化的统计特性，从而实现最优滤波。正是由于它在设计时需要很少或者无需任何关于信号和干扰的先验知识就可以完成的优点，所以发展很快，并得到广泛的应用。
可调谐光滤波器真实实力在光通信器件显示了巨大的开发价值，但在我们社会生活中，要选择那一种滤波器，应由WDM这一系统的特点来决定。尤其在滤波技术的发展，交换速度变得更快、调谐范围也更宽的这种可调谐滤波器将是普通人追求的目标。我深信，在不久的将来，可调谐光滤波器将在通信事业的主流。
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