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光滤波器(薄膜型,长周期光栅,FBG光栅)光谱特性比较

一、 光滤波器

1. 光滤波器是用来进行波长选择的仪器,它可以从众多的波长中挑选出所需的波长,而除此波长以外的光将会被拒绝通过。它可以用于波长选择、光放大器的噪声滤除、增益均衡、光复用/解复用。

2. 分类

A)干涉型:滤波片式

滤波片:利用干涉原理只使特定光谱范围的光通过的光学薄膜。通常由多层薄膜构成。

常见干涉滤光片分截止滤光片和带通滤光片两类。

截止滤光片能把光谱范围分成两个区,一个区中的光不能通过(截止区),而另一区中的光能充分通过(通带区)。典型的截止滤光片有短通滤光片(只允许短波光通过)和长通滤光片(只允许长波光通过),它们均为多层介质膜,具有由高折射率层和低折射率层交替构成的周期性结构。

带通滤光片只允许较窄波长范围的光通过,常见的是法布里-珀罗型滤光片,它实质上是一个法布里-珀罗标准具(见法布里-珀罗干涉仪)。具体结构为:玻璃衬底上涂一层半透明金属层,接着涂一层氟化镁隔层,再涂一层半透明金属层,两金属层构成了法布里-珀罗标准具的两块平行板。

B)衍射型:

光纤光栅滤波器:是一种光无源器件,利用光纤材料的光敏性,在纤芯内产生沿纤芯轴向的折射率周期变化,从而形成永久性空间的相位光栅,其作用实质是在纤芯内形成一个窄带的(透射或反射)滤波器或反射镜。

根据光栅周期的长短,光纤光栅可以分为两大类,一种是布拉格光栅也称为短周期光栅(周期小于 1 μm),另一种是长周期光栅(周期一般在几十到几百微米之间)。

长周期光栅的理论与布拉格光栅很相似,只不过布拉格光栅是使传输方向相反的导模发生耦合,属于反射型带通滤波器,而长周期光栅则是使导模耦合到包层模,属于透射型带阻滤波器。


二、产品介绍

1.1540nm三端口保偏带通光纤滤波器

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本公司的光纤滤波器采用了薄膜型结构,通过输入光纤的光束首先被准直后通过带通滤波片,然后重新被聚焦到输出光纤中.

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产品特点:

● 宽通带范围 3dB通带带宽20nm

● 低插入损耗 插入损耗小于0.6dB

● 高通道隔离度  

● 稳定工作特性


产品应用:

● 光纤放大器

● WDM & DWDM 系统

● 光纤激光器 


2. 1550nm长周期光纤光栅滤波器(裸光纤 中间刻有长周期光栅)

产品特点:

● 插入损耗小,带宽宽可达 50nm

● 后向反射低,反射率>95%  

● 与偏振无关                    

● 对外界环境变化的反映灵敏度高,制作简单


产品应用:

● EDFA增益均衡器

● WDM通道隔离器


3. 可调谐FBG滤波器

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产品特点:

● 极窄的滤波带宽0.07nm 

● 宽波长可调谐范围:10nm  

● 超高信噪比可达100dB

● 极好的滤波响应

● 超低插损


产品应用:

● 光信号选择与过滤

● 背景噪声抑制 

● 可调谐激光器等 


三、操作过程

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带通光纤滤波器

操作步骤

1、1550nm SLD 光源连接光纤滤波器输入端,光纤滤波器输出端接到光谱仪,测试透射光谱

2、光纤滤波器反射端接到光谱仪,测试反射光谱


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   长周期光栅滤波器

操作步骤:

1、长周期光纤光栅是裸纤,两端连接裸纤适配器。

2、1550nm SLD 台式光源输出端连接三端口环形器1端口,2端口通过法兰连接光纤一端的裸纤适配器,另一端连接光谱仪,观察透射光谱

3、由于光纤光栅相当于反射镜,所以把光纤三端口环形器3端口连接光谱仪,可以观察反射光谱


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长周期光栅滤波器

操作步骤:

1、长周期光纤光栅是裸纤,两端连接裸纤适配器。

2、1550nm SLD 台式光源输出端连接三端口环形器1端口,2端口通过法兰连接光纤一端的裸纤适配器,另一端连接光谱仪,观察透射光谱

3、由于光纤光栅相当于反射镜,所以把光纤三端口环形器3端口连接光谱仪,可以观察反射光谱


四、测试光谱结果对比

     

长周期光栅滤波器透射端                                                                                     长周期光栅滤波器反射端


     

1540nm带通滤波器透射端                                                                                     1540nm带通滤波器反射端


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FBG光栅滤波器反射端                                                                                     FBG光栅滤波器透射端


结论:通过光谱图的对比,我们可以看到,FBG滤波器相当于反射型带通滤波器,长周期光栅滤波器相当于透射型带阻滤波器。