电光调谐奇偶交错滤波器设计研究是光电子技术领域的一项重要研究课题。该研究的目的是设计一种具有高矩形度、低旁瓣、快速调谐速度的滤波器,以提高波分复用(WDM)系统中的带宽利用率。为实现这一目标,研究团队采用了基于双折射LiNbO3晶体波导的电光效应技术,并利用多级周期性级联的叉指电极组来控制偏振模式的转换。该技术的应用,使滤波器能够实现不同的带宽比的奇偶交错滤波。
研究者指出,随着数字通信业务的快速发展,通信系统对大容量、高速率的需求不断增加。在DWDM系统中,交错滤波器的出现显著提升了系统的容量。交错滤波器实现方案多种多样,包括光纤维光栅型、AWG型、双折射晶体型、光纤熔融非平衡M-Z干涉仪型、MGTI型等。在这些方案中,不等带宽奇偶交错滤波器能够为不同的传输速率提供不同的带宽,从而进一步提高系统的带宽利用率。电光可调谐滤波器(EOTF)因具备亚微秒级的调谐速率,在满足光网络高速率需求方面具有明显优势。EOTF常利用晶体的双折射特性,通过电压控制偏振模式的耦合转换对特定波长进行滤波。
电光调谐奇偶交错滤波器的设计基于钛扩散铌酸锂(Ti:LiNbO3)晶体波导,并采用多级叉指电极组的级联结构。叉指电极组的分布是等间隔的,通过施加电压来控制波导内折射率的周期性变化,从而实现偏振模式的耦合转换。在波分复用的光信号进入滤波器后,通过偏振分束器(PBS)分别将准TM模和准TE模信号导向不同的波导臂。每个波导臂上都设有多个电极级联构成的偏振转换单元。当信号在臂中传播时,特定波长的准TM模和准TE模相互转换。在第二个PBS处,偏振模式再次转换,实现奇偶交错滤波。
滤波器的核心是通过控制电压来控制偏振模式的转换,而这些电压值是通过滤波网络传输矩阵的z域求解得到的。仿真结果表明,所设计的滤波器具有高矩形度和低旁瓣,旁瓣可以达到35dB。更为重要的是,通过改变控制电压值,可以实现不同带宽比的奇偶交错滤波,从而对不同的传输速率提供所需的带宽。
关键词方面,本次研究强调了光电子技术、不等带宽、梳状滤波、z变换和矩形度等技术点。中图分类号为TN253,突出了其在光电技术领域中的位置。
引言部分还提到,交错滤波器在实现方案中,不仅可以单独使用,也可以结合不同方案以实现更好的滤波效果。本文的研究正是基于这样的理念,提出了一种新型的电光可调谐奇偶交错滤波器,旨在通过高效的光电效应,实现快速精准的滤波调谐。
通过本次研究,金杰和刘菲等作者展现了电光调谐技术在现代通信系统中的潜力,尤其是在如何优化波分复用系统的性能方面。此外,该论文还提到,作者获得了高等学校博士学科点专项科研基金的支持,彰显了该研究项目在学术和应用上的重要性。
总体而言,电光调谐奇偶交错滤波器的设计研究不仅丰富了光电子技术领域的产品设计,也为波分复用系统提供了新的解决方案,有望在未来的光通信系统中发挥重要作用。