[發明專利]一種基于繞線形微碟可調諧光濾波器裝置

無效

• 申請號: 200810059997.2
• 申請日: 2008-03-07
• 公開（公告）號: CN101241210A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 周劍英;蔣烽;江曉清;楊建義;王明華;李錫華;周強;郝寅雷
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G02B6/34
• 分類號: G02B6/34;G02B6/26;H04J14/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及繞線形微碟器件裝置，特別是涉及一種基于繞線形微碟可調諧光濾波器裝置。

背景技術

近年來由于密集波分復用技術(DWDM)的發展，波長可調諧濾波器成為光信號控制重要器件。用以實現波分解復用、光上下路、光信號無中斷監控等功能。光濾波器作為一種波長選擇器件，在光通信系統中發揮著越來越重要的作用，主要應用包括：半導體激光器和光纖激光器的反射腔鏡和窄帶濾波、光波長復用/解復用器、光放大器中的噪聲抑制、波長選擇器、波長轉換器、色散補償器及延時器等。通過可調諧光濾波器與光性能監控器(OPM)、光分插復用器(OADM)，或光交叉連接(OXC)的結合，完全可以發揮全光網絡系統的功能。

可調濾波器主要有以下幾種類形：法布里-珀羅(F-P)濾波器、基于模式耦合的可調濾波器、基于半導體激光器結構的可調濾波器、液晶可調濾波器、光纖布拉格光柵以及陣列波導光柵與多功能激光器結合成的濾波器，此外級聯馬赫-曾德爾干涉儀也可以用作調諧濾波器。其中法布里-珀羅濾波器、基于模式耦合的可調濾波器和液晶可調濾波器調諧速度不夠，光纖布拉格光柵大多數都是固定濾波器，只有少數可以用溫度或機械伸展方式進行輕度和慢速的調諧，后兩者級聯形的可調濾波器設計復雜且難于集成。微碟諧振腔通過全內反射部分限制光強，當腔內光滿足耳語回廊模式(WGM)條件時即發生諧振，微碟光諧振腔具有很高的Q值和強的光限制，尺寸小，其中滿足耳語回廊模式(WGM)的光發生諧振，不滿足條件光通過消逝波耦合方式出射，具有波長選擇性。通過施加外部電壓實現可調制特性。繞線形微碟諧振腔半徑與繞線的角度有關，與普通微碟相比，有更強的耦合效果。而且光在繞碟中順時針耳語模式和逆時針耳語模式可以實現不同的傳輸效果，增強器件的功能擴展性。光在波導中傳輸時，由于波導彎曲帶來模式泄漏產生損耗，在微碟裝置中加入反射鏡有效降低光傳輸帶來的損耗，同時基于全反射原理的反射鏡面可以改變光的傳播路徑，實現光任意方向的路由。此外反射鏡面、直波導和繞碟一起構成光反饋回路實現諧振功能。對于定向耦合波導結構，通過耦合波導長度變化精確控制耦合系數變化，從而保證諧振腔中有足夠能量，提高光開關的消光比。

可調濾波器，結構簡單，功能擴展多，除可以利用如半導體材料本身特性實現激光器功能外，還可以構成波長選擇性光開關，是實現波長選擇光開關的主要方式之一。可調光學濾波器是光通信系統模塊的重要組成器件之一。隨著全光通信網絡的發展，功能集成度越來越高，高性能、多用途集成器件成為全光通信的核心。繞碟可調諧濾波器裝置實現了多用途、集成度高、功能強的特點，可用于實現超大規模集成光路。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于繞線形微碟可調諧光濾波器裝置，以及該裝置的功能擴展成光開關、調制器等光通信器件。根據不同材料的調制特性如載流子注入、電光效應、量子限制Stark效應等實現功能調制，設計簡單，容易集成和擴展。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

包括部分繞線形微碟諧振腔，與部分繞線形微碟諧振腔缺口部分相連的光輸入或輸出直波導，在部分繞線形微碟諧振腔底部兩側分別設置光傳輸直波導，兩光傳輸直波導的另一端與兩個波導反射鏡分別相連，兩個波導反射鏡之間用定向耦合結構連接或者MMI耦合結構連接，在光傳輸直波導上設置電極調制區域，或在部分繞線形微碟諧振腔上設置電極調制區域。

所述的兩個波導反射鏡之間用定向耦合結構連接，是在與波導反射鏡相連直波導下方設置定向耦合的直波導，定向耦合的直波導兩端分別用彎曲波導連接。

所述的兩個波導反射鏡之間用MMI耦合結構連接，是在與波導反射鏡相連另一直波導直接連接MMI耦合區域，MMI耦合區域兩端分別用彎曲波導連接。

所述的部分繞線形微碟諧振腔，其微碟諧振腔半徑滿足關系：

r(φ)=r0(1-ϵ2πφ)]]>