可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器

技术领域

本发明涉及窄带宽滤波器，具体为一种可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器。

背景技术

微波光子滤波器开创了直接在光域处理信号，具有高时间带宽积和高分辨特性，消除电子瓶颈，抗电磁干扰，动态范围大，重构速度快，可调性好等优点。随着通信系统对容量和速率等高性能的要求日益增长，微波光子滤波器越来越吸引研究学者的关注。具有可选频高工作频率的微波光子滤波器可以更好的满足通信协议中用户与应用场景激增对数据传输率的需求，具有窄带宽的微波光子滤波器能够提供高频率选择性，兼具高工作频率和窄带宽的滤波器开发成为毫米波通信技术发展面临的重要挑战。2017年青岛大学的曹晖等人通过将基于高双折射光子晶体光纤的有限脉冲响应滤波器和无限脉冲响应滤波器级联到一起，设计了当温度变化的范围为20到80度时，可滤波范围为12.145至23.277GHz的单通带微波光子滤波器，其3dB带宽为350MHz；2017年东南大学仪器科学与工程学院韩辰等人报道了一种基于半导体光放大器双折射效应的微波光子滤波器，其可滤波范围是15.44至19.44GHz，且3dB带宽为2.45MHz；2019年电子科技大学李政凯等人设计了一种利用受激布里渊散射相位强度调制转换的可调谐双通带微波光子滤波器，其可滤波范围是0至9.644GHz，且3dB带宽为57MHz。

基于高双折射光子晶体光纤的有限脉冲响应滤波器通过调节温度和光子晶体光纤的有效长度来调节输出激光的波长间隔，进而调节滤波器的可滤波频率，由于可调温度范围的限制，无法突破滤波器可滤波频率的阈值，此外，由于掺铒光纤的增益带宽是有限的，激光器输出的波长数量是有限的，进而限制了无限脉冲响应滤波器通过增加激光波长数目以压窄3dB带宽的实现；基于半导体光放大器双折射效应的微波光子滤波器，由于光纤等延时器件影响传输函数在频率内的周期，导致可利用的滤波器响应的自由谱范围非常有限，因而滤波器可滤波频率范围受限，且半导体光放大器与光纤的耦合损耗太大，噪声及串扰较大且易受环境温度影响，因此稳定性较差；基于受激布里渊散射的微波光子滤波器，受限于材料的布里渊频移量，滤波器的可滤波频率范围无法突破其频移量，且传统光纤环形谐振腔的结构限制了受激布里渊散射增益的压窄阈值，因而不能实现微波光子滤波器的高频窄带滤波。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明目的是提供一种可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器，包括窄线宽连续波光纤激光器、第一分光耦合器、相位调制器、光谱仪、光电探测器和矢量网络测试仪，以及用于实现频段切换的可切换布里渊频移光纤激光器；

所述的窄线宽连续波光纤激光器的输出端与第一分光耦合器的a端口相连，所述的第一分光耦合器的b端口与可切换布里渊频移光纤激光器的a端口相连，所述的第一分光耦合器的c输出端口与相位调制器的a端口相连，可切换布里渊频移光纤激光器的b端口与第二分光耦合器的a端口相连，可切换布里渊频移光纤激光器的d端口与相位调制器的b端口相连，相位调制器的c端口与矢量网络测试仪的输出端相连，第二分光耦合器的b端口与光谱仪的输入端口相连，第二分光耦合器的c输出端口与光电探测器的输入端口相连，光电探测器的输出端与矢量网络测试仪的输入端相连。

进一步，窄线宽连续波光纤激光器是波长1550nm的连续运行激光器，线宽为0.1Hz，最大输出功率为15dBm；第一分光耦合器分光比为90:10，且a端口为输入端口，b端口为90％输出端口，c输出端口为10％输出端口；所述的第二分光耦合器分光比为50:50；相位调制器调制波长范围为1530到1625nm，电光线宽25GHz，插值损耗2.5dB；光谱仪波长范围为600到1700nm，波长分辨率为0.02到2，波长线性度为0.01到0.02，测量功率范围为-90到20dBm，功率精度为±0.4，最大采样点数为50001；光电探测器线宽为50GHz，光输入功率的线性响应达到10dBm，数据速率为40Gbps；矢量网络分析仪的频率范围300kHz～20GHz，频率分辨率为1Hz，中频线宽为10Hz到1.5MHz，频率范围在1MHz到6GHz时，功率范围为-85dBm～10dBm，电平分辨率为0.05dB，电压范围为0～±35V，最大电流±500mA。

工作时，窄线宽连续波光纤激光器作为泵浦光源经过分光比为90:10的分光耦合器，泵浦光经过b端口输入可切换布里渊频移光纤激光器，泵浦光经过c端口时输入相位调制器，相位调制器将来自于矢量网络测试仪的射频信号与泵浦光调制产生调制光，调制光经过可切换布里渊频移光纤激光器的d端口，在其内部与窄线宽激光耦合后，从b端口输出混合光经过50:50的分光耦合器输出，b端口输出信号直接输入光谱仪进行观测，其c端口输出信号经过光电探测器将信号输出至矢量网络测试仪测试。通过使用可切换布里渊频移光纤激光器产生的激光与调制光耦合后，对其拍频后，即可实现窄带宽微波光子布里渊滤波器的窄带宽激光滤波。

一种可切换布里渊频移光纤激光器，用于上述的可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器，可切换布里渊频移光纤激光器包括第三分光耦合器、偏振控制器、第一掺铒光纤放大器、第一光环形器，以及布里渊频移间隔选择结构；基于可切换布里渊频移光纤激光器的单通带高频窄线宽微波光子滤波器的第一分光耦合器的b端口与偏振控制器的输入端相连，偏振控制器的输出端与第一掺铒光纤放大器的输入端相连，第一掺铒光纤放大器的输出端与第三分光耦合器的a端口相连，第三分光耦合器的d端口与第一光环形器的a端口相连，第三分光耦合器的c端口与布里渊频移间隔选择结构的c端口相连，第三分光耦合器的b端口作为可切换布里渊频移光纤激光器的b输出端口与可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器的第二分光耦合器的a端口相连，第一光环形器的b端口与布里渊频移间隔选择结构的b端口相连，第一光环形器的c端口与第二掺铒光纤放大器的输入端口相连，第二掺铒光纤放大器的输出端口与布里渊频移间隔选择结构的a端口相连，布里渊频移间隔选择结构的d端口作为可切换布里渊频移光纤激光器的d端口与可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器的相位调制器的b端口相连。

进一步，第三分光耦合器分光比为99:1，b端口为1％输出端，d端口为99％输出端，第三分光耦合器a端口和c端口为输入端；第一掺铒光纤放大器与第二掺铒光纤放大器输入功率范围均为-20到15dBm，最大输出功率均为37dBm。

工作时，泵浦光经过偏振控制器调节后被掺铒光纤放大器放大，经过分光比是99:1的分光耦合器，经分光耦合器的d端口进入谐振腔后，经过光环形器的a端口并从光环形器b端口输出注入布里渊频移间隔选择结构，与来自可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器的相位调制器从布里渊频移间隔选择结构的d端口输入的调制光耦合后，从布里渊频移间隔选择结构c端口输出的混合光经过分光耦合器从其d端口输出单通带窄线宽激光。通过选择一阶布里渊结构、二阶布里渊结构、三阶布里渊结构分别接入光路以达到激光器高频可调频功能，其可选的布里渊频移量分别为10.75GHz、21.25GHz、31.875GHz。

一种布里渊频移间隔选择结构，用于上述的可切换布里渊频移光纤激光器，布里渊频移间隔选择结构接入光路，进而达到布里渊频率间隔选择目的，布里渊频移间隔选择结构在以下结构中任选其一：一阶布里渊结构、二阶布里渊结构、三阶布里渊结构中。

进一步，一阶布里渊结构包括第四分光耦合器和第一单模光纤；第四分光耦合器的a端口作为布里渊频移间隔选择结构的a端口与第二掺铒光纤放大器的输出端口相连，第四分光耦合器的b端口与第一单模光纤的输入端相连，第一单模光纤的输出端作为布里渊频移间隔选择结构的b端口与第一光环形器的b端口相连，第四分光耦合器的c端口作为布里渊频移间隔选择结构的c端口与第三分光耦合器的c端口相连，第四分光耦合器的d端口作为布里渊频移间隔选择结构的d端口与可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器的相位调制器的b端口相连；第四分光耦合器分光比为50:50；第一单模光纤是长度为20m的单模光纤。

工作时，将一阶布里渊结构接入光路时，泵浦光从光环形器b端口输出注入一阶布里渊结构的b端口，泵浦光激发20米单模光纤的受激布里渊散射效应，产生反向的斯托克斯光经过光环形器的b端口从光环形器的c端口输出后，与来自可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器的相位调制器从一阶布里渊结构的d端口输入的调制光通过分光耦合器耦合之后注入一阶布里渊结构的a端口形成环形谐振腔，当耦合光的功率突破分光耦合器的阈值时，混合光从一阶布里渊结构的c端口输出，并通过分光耦合器的b端口输出频移量为10.75GHz的单通带窄线宽激光。

进一步，二阶布里渊结构包括第五分光耦合器、第二光环形器和第二单模光纤；第二光环形器的a端口作为布里渊频移间隔选择结构的a端口与第二掺铒光纤放大器的输出端口相连，第二光环形器的b端口与第二单模光纤的输入端相连，第二光环形器的c端口作为布里渊频移间隔选择结构的c端口与分光耦合器的c端口相连，第二单模光纤的输出端与第五分光耦合器的a端口相连，第五分光耦合器的b端口作为布里渊频移间隔选择结构的b端口与第一光环形器的b端口相连，分光耦合器的d端口作为布里渊频移间隔选择结构的d端口与可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器的相位调制器的b端口相连；第五分光耦合器分光比为50:50；第二单模光纤是长度为20m的单模光纤。

工作时，将二阶布里渊结构接入光路时，泵浦光从光环形器b端口输出注入二阶布里渊结构的b端口，泵浦光经过分光耦合器后激发20米单模光纤的受激布里渊散射效应，产生反向的斯托克斯光经过光环形器的b端口从光环形器的c端口输出后，经过掺铒光纤放大器放大功率后注入二阶布里渊结构的a端口，斯托克斯光经过二阶布里渊结构中光环形器a端口从光环形器b端口输出，并且激发20米单模光纤的受激布里渊散射效应产生反向的二阶斯托克斯光，二阶斯托克斯光经过光环形器b端口从光环形器c端口输出后，经过分光耦合器后注入光环形器的a端口并从光环形器的b端口输出，与来自可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器的相位调制器从二阶布里渊结构的d端口输入的调制光通过分光耦合器耦合之后经过二阶布里渊结构的光环形器c端口输出后形成环形谐振腔，当混合光的功率突破分光耦合器的阈值时，混合光从二阶布里渊结构的c端口输出，并通过分光耦合器的b端口输出频移量为21.25GHz的单通带窄线宽激光。

进一步，三阶布里渊结构包括第六分光耦合器，第三光环形器和两个单模光纤；第三光环形器的a端口作为布里渊频移间隔选择结构的a端口与第二掺铒光纤放大器的输出端口相连，第三光环行器的d端口与第三单模光纤的输入端相连，第三单模光纤的输出端断开，第三光环形器的b端口与第四单模光纤的输入端相连，第三光环形器的c端口作为布里渊频移间隔选择结构的c端口与第三分光耦合器的c端口相连，第四单模光纤的输出端与第六分光耦合器的a端口相连，第六分光耦合器的b端口作为布里渊频移间隔选择结构的b端口与第一光环形器的b端口相连，第六分光耦合器的d端口作为布里渊频移间隔选择结构的d端口与可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器的相位调制器的b端口相连；第六分光耦合器分光比为50:50；第三单模光纤是长度为5km的单模光纤；第四单模光纤是长度为20m的单模光纤。

工作时，将三阶布里渊结构接入光路时，泵浦光从光环形器b端口输出注入三阶布里渊结构的b端口，泵浦光经过分光耦合器后激发20米单模光纤的受激布里渊散射效应，产生反向的斯托克斯光经过光环形器的b端口从光环形器的c端口输出后，经过掺铒光纤放大器放大功率后注入三阶布里渊结构的a端口，斯托克斯光经过三阶布里渊结构中光环形器a端口从光环形器d端口输出，并且激发5千米单模光纤的受激布里渊散射效应产生反向的二阶斯托克斯光，二阶斯托克斯光经过光环形器d端口从光环形器b端口输出后，二阶斯托克斯光激发20米单模光纤的受激布里渊散射效应产生反向的三阶斯托克斯光，三阶斯托克斯光经过光环形器b端口从c端口输出后，经过分光耦合器后注入光环形器的a端口并从光环形器的b端口输出，与来自可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器的相位调制器从三阶布里渊结构的d端口输入的调制光通过分光耦合器耦合之后经过三阶布里渊结构的光环形器c端口输出后形成环形谐振腔，当混合光的功率突破分光耦合器的阈值时，混合光从三阶布里渊结构的c端口输出，并通过分光耦合器的b端口输出频移量为31.875GHz的单通带窄线宽激光。

综上所述，发明具有以下有益效果：

相比于现有的微波光子滤波器，本发明利用可切换布里渊频移光纤激光器，通过布里渊频移间隔选择结构实现窄线宽激光输出的工作频率，滤波频率可选10.75、21.25、31.875GHz，进而实现单通带高频窄带宽激光滤波。

附图说明

图1表示本发明提出的一种可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器的结构示意图。

图2表示本发明提出的一种可切换布里渊频移光纤激光器的结构示意图。

图3表示本发明提出的布里渊频移间隔选择结构的一阶布里渊结构示意图。

图4表示本发明提出的布里渊频移间隔选择结构的二阶布里渊结构示意图。

图5表示本发明提出的布里渊频移间隔选择结构的三阶布里渊结构示意图。

图中：1-窄线宽连续波光纤激光器，2A-第一分光耦合器、2B-第二分光耦合器，3-可切换布里渊频移光纤激光器，4-相位调制器，5-光谱仪，6-光电探测器，7-矢量网络测试仪，2C-第三分光耦合器，8-偏振控制器，9A-第一掺铒光纤放大器、9B-第二掺铒光纤放大器，10A-第一光环形器，11-布里渊频移间隔选择结构，2D-第四分光耦合器、2E-第五分光耦合器、2F-第六分光耦合器，10B-第二光环形器、10C-第三光环形器，12A-第一单模光纤、12B-第二单模光纤、12C-第三单模光纤、12D-第四单模光纤。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

需要说明的是，为表述方便，下文中关于方向的表述与附图本身的方向一致，但并不对本发明的结构起限定作用。

如图1所示，本发明所述的一种可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器，包括窄线宽连续波光纤激光器1、第一分光耦合器2A、相位调制器4、光谱仪5、光电探测器6和矢量网络测试仪7，以及用于实现频段切换的可切换布里渊频移光纤激光器3。

窄线宽连续波光纤激光器1的输出端与第一分光耦合器2A的a端口相连，第一分光耦合器2A的b端口与可切换布里渊频移光纤激光器3的a端口相连，第一分光耦合器2A的c输出端口与相位调制器4的a端口相连，可切换布里渊频移光纤激光器3的b端口与第二分光耦合器2B的a端口相连，可切换布里渊频移光纤激光器3的d端口与相位调制器4的b端口相连，相位调制器4的c端口与矢量网络测试仪7的输出端相连，第二分光耦合器2B的b端口与光谱仪5的输入端口相连，第二分光耦合器2B的c输出端口与光电探测器6的输入端口相连，光电探测器6的输出端与矢量网络测试仪7的输入端相连。

窄线宽连续波光纤激光器1作为泵浦光源，经过分光比为90:10的第一分光耦合器2A，泵浦光从第一分光耦合器2A的b端口输入可切换布里渊频移光纤激光器3，泵浦光通过第一分光耦合器2A的c端口输入相位调制器4的a端口，相位调制器4将来自于矢量网络测试仪7的射频信号与泵浦光调制产生调制光，调制光从相位调制器4的b端口输入可切换布里渊频移光纤激光器3的d端口，在可切换布里渊频移光纤激光器3内部与窄线宽激光耦合后，从b端口输出混合光经过50:50的第二分光耦合器2B输出，第二分光耦合器2B的b端口输出信号直接输入光谱仪5进行观测，第二分光耦合器2Bc端口输出信号经过光电探测器6将信号输出至矢量网络测试仪测试7。通过使用可调布里渊频率间隔布里渊光纤激光器3产生的激光与调制光耦合后，对其拍频后，即可实现窄带宽微波光子布里渊滤波器的窄带宽激光滤波。

如图2所示，本发明公开了一种可调布里渊频率间隔布里渊光纤激光器，包括第三分光耦合器2C、偏振控制器8、两个掺铒光纤放大器9、第一光环形器10，布里渊频移间隔选择结构11。

偏振控制器8的输入端作为可调布里渊频率间隔布里渊光纤激光器3的a端口，可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器的第一分光耦合器2A的b端口与偏振控制器8的输入端相连，偏振控制器8的输出端与第一掺铒光纤放大器9A的输入端相连，第一掺铒光纤放大器9A的输出端与第三分光耦合器2C的a端口相连，第三分光耦合器2C的d端口与第一光环形器10A的a端口相连，第三分光耦合器2C的c端口与布里渊频移间隔选择结构11的c端口相连，第三分光耦合器2C的b端口作为可调布里渊频率间隔布里渊光纤激光器3的b输出端口与可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器的第二分光耦合器2B的a端口相连，第一光环形器10A的b端口与布里渊频移间隔选择结构11的b端口相连，第一光环形器10A的c端口与第二掺铒光纤放大器9B的输入端口相连，第二掺铒光纤放大器9B的输出端口与布里渊频移间隔选择结构11的a端口相连，布里渊频移间隔选择结构11的d端口作为可调布里渊频率间隔布里渊光纤激光器3的d端口，与可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器的相位调制器4的b端口相连。

泵浦光经过偏振控制器8调节后被第一掺铒光纤放大器9A放大，经过分光比是99:1的第三分光耦合器2C的d端口进入谐振腔后，经过第一光环形器10A的a端口并从第一光环形器10A的b端口输出，注入布里渊频移间隔选择结构11的b端口，来自可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器的相位调制器4的调制光从布里渊频移间隔选择结构11的d端口输入，调制光与泵浦光耦合后，从布里渊频移间隔选择结构11的c端口输出的混合光经过第三分光耦合器2C的b端口输出单通带窄线宽激光。在可调布里渊频率间隔布里渊光纤激光器中，通过选择一阶布里渊结构、二阶布里渊结构、三阶布里渊结构中任意一种结构接入光路以达到激光器高频可调频功能，三种不同的的布里渊结构的布里渊频移量分别为10.75GHz、21.25GHz、31.875GHz。

如图3所示，本发明还公开了一种布里渊频移间隔选择结构接入光路，进而达到布里渊频率间隔选择目的，布里渊频移间隔选择结构可选择一阶布里渊结构、二阶布里渊结构或三阶布里渊结构。

一阶布里渊结构的构成关系如下：第四分光耦合器2D的a端口作为布里渊频移间隔选择结构的a端口，与第二掺铒光纤放大器9B的输出端口相连，第四分光耦合器2D的b端口与第一单模光纤12A的输入端相连，第一单模光纤12A的输出端口作为布里渊频移间隔选择结构的b端口与第一光环形器10A的b端口相连，第四分光耦合器2D的c端口作为布里渊频移间隔选择结构的c端口与第三分光耦合器2C的c端口相连，第四分光耦合器的d端口作为布里渊频移间隔选择结构的d端口与可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器的相位调制器4的b端口相连。

选择一阶布里渊结构接入光路时，泵浦光从第一光环形器10A的b端口输出注入一阶布里渊结构的b端口，泵浦光激发20米单模光纤的受激布里渊散射效应，产生反向的斯托克斯光经过第一光环形器的b端口从第一光环形器的c端口输出后，与来自可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器的相位调制器4从一阶布里渊结构的d端口输入的调制光通过第四分光耦合器2D耦合之后注入一阶布里渊结构的a端口形成环形谐振腔，当耦合光的功率突破第四分光耦合器2D的阈值时，混合光从一阶布里渊结构的c端口输出，并通过第四分光耦合器2D的b端口输出频移量为10.75GHz的单通带窄线宽激光。

二阶布里渊结构的构成关系如下：第二光环形器10B的a端口作为布里渊频移间隔选择结构的a端口，与第二掺铒光纤放大器9B的输出端口相连，所述的第二光环形器10B的b端口与第二单模光纤12B的输入端相连，第二光环形器10B的c端口作为布里渊频移间隔选择结构的c端口与第三分光耦合器2C的c端口相连，第二单模光纤12B的输出端与第五分光耦合器2E的a端口相连，第五分光耦合器2E的b端口作为布里渊频移间隔选择结构的b端口与第一光环形器10A的b端口相连，第五分光耦合器2E的d端口作为布里渊频移间隔选择结构的d端口与可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器的相位调制器4的b端口相连。

选择二阶布里渊结构接入光路时，泵浦光从第一光环形器10A的b端口输出注入二阶布里渊结构的b端口，泵浦光经过分光耦合器后激发20米单模光纤的受激布里渊散射效应，产生反向的斯托克斯光经过第一光环形器10A的b端口从第一光环形器10A的c端口输出后，经过第二掺铒光纤放大器9B放大功率后注入二阶布里渊结构的a端口，斯托克斯光经过二阶布里渊结构中第二光环形器10B的a端口从第二光环形器10B的b端口输出，并且激发20米单模光纤的受激布里渊散射效应产生反向的二阶斯托克斯光，二阶斯托克斯光经过第二光环形器10B的b端口从第二光环形器c端口输出后，经过第三分光耦合器2C后注入第一光环形器10A的a端口并从第一光环形器10A的b端口输出，与来自可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器的相位调制器4从二阶布里渊结构的d端口输入的调制光通过第五分光耦合器2E耦合之后，经过二阶布里渊结构的第二光环形器10B的c端口输出后形成环形谐振腔，当混合光的功率突破第五分光耦合器2E的阈值时，混合光从二阶布里渊结构的c端口输出，并通过第五分光耦合器2E的b端口输出频移量为21.25GHz的单通带窄线宽激光。

三阶布里渊结构的构成关系如下：第三光环形器10C的a端口作为布里渊频移间隔选择结构的a端口，与第二掺铒光纤放大器9B的输出端口相连，所述的第三光环行器10C的d端口与第三单模光纤12C相连，第三光环形器10C的b端口与第四单模光纤12D的输入端相连，第三光环形器10C的c端口作为布里渊频移间隔选择结构的c端口与第三分光耦合器2C的c端口相连，第四单模光纤12D的输出端与第六分光耦合器2F的a端口相连，第六分光耦合器2F的b端口作为布里渊频移间隔选择结构的b端口与第一光环形器10A的b端口相连，第六分光耦合器2F的d端口作为布里渊频移间隔选择结构的d端口与可切换布里渊频移光纤激光高频窄带微波光子滤波器的相位调制器4的b端口相连。

选择三阶布里渊结构接入光路时，泵浦光从第一光环形器10A的b端口输出注入三阶布里渊结构的b端口，泵浦光经过分光耦合器后激发20米单模光纤的受激布里渊散射效应，产生反向的斯托克斯光经过第一光环形器10A的b端口从第一光环形器10A的c端口输出后，经过第二掺铒光纤放大器9B放大功率后注入三阶布里渊结构的a端口，斯托克斯光经过三阶布里渊结构中第三光环形器10C的a端口从第三光环形器10C的d端口输出，并且激发5千米单模光纤的受激布里渊散射效应产生反向的二阶斯托克斯光，二阶斯托克斯光经过第三光环形器10C的d端口从第三光环形器10C的b端口输出后，二阶斯托克斯光激发20米单模光纤的受激布里渊散射效应产生反向的三阶斯托克斯光，三阶斯托克斯光经过第三光环形器10C的b端口从c端口输出后，经过第三分光耦合器2C后注入第一光环形器10A的a端口并从第一光环形器10A的b端口输出，与来自基于可切换布里渊频移光纤激光器的高频可调窄带微波光子滤波器的相位调制器4从三阶布里渊结构的d端口输入的调制光通过第六分光耦合器2F耦合之后，经过三阶布里渊结构的第三光环形器10C的c端口输出后形成环形谐振腔，当混合光的功率突破第六分光耦合器2F的阈值时，混合光从三阶布里渊结构的c端口输出，并通过第六分光耦合器2F的b端口输出频移量为31.875GHz的单通带窄线宽激光。

基于上述具体实施方式，本发明进一步的具体实施方案如下：

所采用的窄线宽连续波光纤激光器1是波长1550nm的连续运行激光器，线宽为0.1Hz，最大输出功率为15dBm。

所采用的第一分光耦合器2A是分光比为90:10的耦合器，且a端口为输入端口，b端口为90％输出端口，c输出端口为10％输出端口。

所采用的第二分光耦合器2B分光比为50:50。

所采用的第三分光耦合器2C分光比为99:1，且a端口和c端口为输入端，b端口为1％输出端，d端口为99％输出端。

所采用的第四分光耦合器2D分光比为50:50。

所采用的第五分光耦合器2E分光比为50:50。

所采用的第六分光耦合器2F分光比为50:50。

所采用的可调布里渊频率间隔布里渊光纤激光器工作原理如下：

光纤中，入射激光和光纤中声波发生非线性的相互作用，产生斯托克斯布里渊散射光，在100米光纤中产生的布里渊频移v

ν

其中，ν

f

可调布里渊频率间隔布里渊光纤激光器输出激光的3dB线宽Δf

Δν＝Δν

其中Δν

γ

其中Δν

所采用的相位调制器4调制波长范围为1530到1625nm，电光线宽25GHz，插值损耗2.5dB。

所采用的光谱仪5波长范围为600到1700nm，波长分辨率为0.02到2，波长线性度为0.01到0.02，测量功率范围为-90到20dBm，功率精度为±0.4，最大采样点数为50001。

所采用的光电探测器6线宽为50GHz，光输入功率的线性响应达到10dBm，数据速率为40Gbps。

所采用的矢量网络分析仪7的频率范围是300kHz～20GHz，其频率分辨率为1Hz，中频线宽为10Hz到1.5MHz，频率范围在1MHz到6GHz时，其功率范围为-85dBm～10dBm，其电平分辨率为0.05dB，电压范围为0～±35V，最大电流可达±500mA。

所采用的两个掺铒光纤放大器输入功率范围为-20到15dBm，最大输出功率为37dBm。

所采用的第一单模光纤12A是长度为20m的单模光纤。

所采用的第二单模光纤12B是长度为20m的单模光纤。

所采用的第三单模光纤12C是长度为5km的单模光纤。

所采用的第四单模光纤12D是长度为20m的单模光纤。

具体工作时，窄线宽连续波光纤激光器1作为泵浦光源经过分光比为90:10的第一分光耦合器2A，泵浦光经过b端口输入可调布里渊频率间隔布里渊光纤激光器3的a端口，泵浦光经过c端口输入相位调制器4的a端口，相位调制器4将来自于矢量网络测试仪7的射频信号与泵浦光调制产生调制光，调制光经过可调布里渊频率间隔布里渊光纤激光器3的d端口，在可调布里渊频率间隔布里渊光纤激光器3内部与窄线宽激光耦合后，从可调布里渊频率间隔布里渊光纤激光器3的b端口输出混合光，经过50:50的第二分光耦合器2B输出，b端口输出信号直接输入光谱仪5进行观测，c端口输出信号经过光电探测器6将信号输出至矢量网络测试仪测试7。通过使用可调布里渊频率间隔布里渊光纤激光器3产生的激光与调制光耦合后，对其拍频后，即可实现窄带宽微波光子布里渊滤波器的窄带宽激光滤波。

第一分光耦合器2A的b端口输出的泵浦光经过偏振控制器8调节后，被第一掺铒光纤放大器9A放大，经过分光比99:1的第三分光耦合器2C的d端口进入谐振腔后，经过第一光环形器10A的a端口并从第一光环形器10A的b端口输出，注入布里渊频移间隔选择结构11，与来自基于可切换布里渊频移光纤激光器的高频可调窄带微波光子滤波器的相位调制器4从布里渊频移间隔选择结构11的d端口输入的调制光耦合后，从布里渊频移间隔选择结构11c端口输出的混合光经过第三分光耦合器2C从b端口输出单通带窄线宽激光。布里渊频移间隔选择结构11通过选择一阶布里渊结构、二阶布里渊结构、三阶布里渊结构中任一结构接入光路，以达到激光器高频可调频功能，三种布里渊结构的布里渊频移量分别为10.75GHz、21.25GHz、31.875GHz。

将一阶布里渊结构接入光路时，泵浦光从第一光环形器10A的b端口输出注入一阶布里渊结构的b端口，泵浦光激发20米单模光纤的受激布里渊散射效应，产生反向的斯托克斯光经过第一光环形器的b端口从第一光环形器的c端口输出后，与来自基于可切换布里渊频移光纤激光器的高频可调窄带微波光子滤波器的相位调制器4从一阶布里渊结构的d端口输入的调制光通过第四分光耦合器2D耦合之后注入一阶布里渊结构的a端口形成环形谐振腔，当耦合光的功率突破第四分光耦合器的阈值时，混合光从一阶布里渊结构的c端口输出，并通过第四分光耦合器的b端口输出频移量为10.75GHz的单通带窄线宽激光。

将二阶布里渊结构接入光路时，泵浦光从第一光环形器10A的b端口输出注入二阶布里渊结构的b端口，泵浦光经过分光耦合器后激发20米单模光纤的受激布里渊散射效应，产生反向的斯托克斯光经过第一光环形器的b端口从第一光环形器的c端口输出后，经过第二掺铒光纤放大器放大功率后注入二阶布里渊结构的a端口，斯托克斯光经过二阶布里渊结构中第二光环形器a端口从第二光环形器b端口输出，并且激发20米单模光纤的受激布里渊散射效应产生反向的二阶斯托克斯光，二阶斯托克斯光经过第二光环形器b端口从第二光环形器c端口输出后，经过第三分光耦合器后注入第一光环形器的a端口并从第一光环形器的b端口输出，与来自基于可切换布里渊频移光纤激光器的高频可调窄带微波光子滤波器的相位调制器4从二阶布里渊结构的d端口输入的调制光通过第五分光耦合器耦合之后，经过二阶布里渊结构的第二光环形器c端口输出后形成环形谐振腔，当混合光的功率突破第五分光耦合器的阈值时，混合光从二阶布里渊结构的c端口输出，并通过第五分光耦合器的b端口输出频移量为21.25GHz的单通带窄线宽激光。

将三阶布里渊结构接入光路时，泵浦光从第一光环形器b端口输出注入三阶布里渊结构的b端口，泵浦光经过分光耦合器后激发20米单模光纤的受激布里渊散射效应，产生反向的斯托克斯光经过第一光环形器的b端口从第一光环形器的c端口输出后，经过第二掺铒光纤放大器放大功率后注入三阶布里渊结构的a端口，斯托克斯光经过三阶布里渊结构中第三光环形器a端口从第三光环形器d端口输出，并且激发5千米单模光纤的受激布里渊散射效应产生反向的二阶斯托克斯光，二阶斯托克斯光经过第三光环形器d端口从第三光环形器b端口输出后，二阶斯托克斯光激发20米单模光纤的受激布里渊散射效应产生反向的三阶斯托克斯光，三阶斯托克斯光经过第三光环形器b端口从c端口输出后，经过第三分光耦合器后注入第一光环形器的a端口并从第一光环形器的b端口输出，与来自基于可切换布里渊频移光纤激光器的高频可调窄带微波光子滤波器的相位调制器4从三阶布里渊结构的d端口输入的调制光通过第六分光耦合器耦合之后，经过三阶布里渊结构的第三光环形器c端口输出后形成环形谐振腔，当混合光的功率突破第六分光耦合器的阈值时，混合光从三阶布里渊结构的c端口输出，并通过第六分光耦合器的b端口输出频移量为31.875GHz的单通带窄线宽激光。

本发明利用一阶布里渊结构、二阶布里渊结构和三阶布里渊结构完成单/双/三倍频移间隔可切换，本发明利用布里渊频移间隔选择结构切换布里渊激光器的窄线宽激光输出的工作频率，滤波频率可选10.75、21.25、31.875GHz。相比于现有的微波光子滤波器无法实现单/双/三倍频移间隔可切换，本发明实现单通带高频窄带宽激光滤波。

最后所应说明的是，以上实例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照本发明实例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的技术方案的精神和范围，均应涵盖本发明的权利要求保护范围中。