Sagnac环干涉光滤波器：独立调谐与高效波长控制

本文主要探讨了一种创新的基于Sagnac环的可调谐光梳状滤波器的设计与特性研究。Sagnac环是一种经典干涉光学结构，通过保偏光纤的双折射效应，能够在光路中产生特殊的滤波响应。这种结构的关键在于内部的相位调制器，其驱动信号的控制使得滤波器的陷波深度和滤波波长能够实现独立调谐。 作者利用了Jones矩阵这一工具，这是一种用于描述和分析线性光学系统的数学模型，它能精确地描述光的偏振状态和通过光学元件后的变化。通过 Jones 矩阵的分析，研究者揭示了光滤波器的陷波深度与射频信号的关系，以及滤波波长与直流偏压之间的依赖性。这表明，通过调整射频信号的频率，可以精细地控制滤波器的陷波深度，而改变直流偏压则可以连续调整滤波波长，实现高效且连续的波长调谐。 实验部分，作者构建了一个实验链路来验证理论预测。实验结果显示，光滤波器的陷波深度可以在0 dB至30 dB的范围内灵活调节，表现出很高的动态范围。同时，当直流偏压在0至12 V范围内变化时，滤波波长能够稳定地覆盖一个自由光谱范围，即0.5纳米，对应的波长调谐效率达到了惊人的0.043纳米/伏特。这意味着对于每增加1伏特的偏压，滤波波长可以精确地移动约0.043纳米，显示出出色的可调谐性能。 这项研究不仅展示了Sagnac环在光滤波器设计中的潜力，还为光纤光学系统中的精密波长选择和控制提供了新的解决方案，具有重要的科研价值和应用前景，尤其是在通信、光谱测量和光纤通信等领域。未来可能的研究方向包括进一步优化调谐速度和精度，以及探索其他类型的调制器或材料来扩展调谐范围和功能。