[發(fā)明專利]基于微流體調(diào)控的可調(diào)諧多路波分復(fù)用裝置和復(fù)用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310497484.0
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN103529520A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉鐵根;江俊峰;于哲;劉琨;陳文杰
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G02B6/293
• 分類號: G02B6/293
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李素蘭

1.一種基于微流體調(diào)控的可調(diào)諧多路波分復(fù)用裝置，其特征在于，該裝置包括寬帶光源（1）、輸入光纖（2）、輸入薄膜耦合器（3）、波導(dǎo)襯底（4）、激發(fā)光注入波導(dǎo)（5）、耦合波導(dǎo)（6）、表面等離子體諧振腔（7）、微流體通道（8）、微流體調(diào)控裝置（9）、輸出波導(dǎo)（10）、輸出薄膜耦合器（11）、輸出光纖（12）、光開關(guān)（13）、光開關(guān)輸出光纖（14）以及光譜分析裝置（15）；其中：

寬帶光源（1）發(fā)出的光經(jīng)過輸入光纖（2）到達(dá)薄膜耦合器（3）后分為兩束，一部分光滿足諧振條件mλ＝2nL的波長被耦合入激發(fā)光注入波導(dǎo)（5）中形成表面等離子體波，其中m為諧振波數(shù)，λ為等離子體諧振腔的諧振波長，n為諧振腔內(nèi)等效折射率，L為腔長；另一部分無法耦合入諧振腔的光被沉積在襯底（4）上的激發(fā)光注入波導(dǎo)（5）衍射；在傳輸?shù)今詈喜▽?dǎo)（6）后，表面等離子體波被分成兩束沿各自的耦合波導(dǎo)（6）進(jìn)行傳輸；在耦合波導(dǎo)（6）與表面等離子體諧振腔（7）的連接處，符合諧振條件的波長被耦合入表面等離子體諧振腔（7），其余的波長被耦合波導(dǎo)（6）的端面反射；微流體調(diào)控裝置（9）通過微流體通道（8）向表面等離子體諧振腔（7）中注入流體，控制流體的液柱長度以及種類；微流體調(diào)控裝置（9）中的等離子體波耦合入輸出波導(dǎo)（10）中，并傳輸?shù)捷敵霰∧ゑ詈掀鳎?1），耦合入輸出光纖（12）中；光開關(guān)（13）對多路輸入進(jìn)行選通，將選通的一路信號通過光開關(guān)輸出光纖（14）傳導(dǎo)到光譜分析裝置（15）中進(jìn)行光譜分析；

所述諧振腔的腔長通過注入流體進(jìn)行調(diào)控，滿足

mλ＝2n₁L₁+2n₂L₂，

其中n₁為所通入流體折射率，L₁為流體液柱長度，n₂為腔中未注入流體的空氣柱折射率，L₂為空氣柱長度。

2.如權(quán)利要求1所述的基于微流體調(diào)控的可調(diào)諧多路波分復(fù)用裝置，其特征在于，所述表面等離子體諧振腔（7）采用由多個(gè)諧振腔構(gòu)成的表面等離子體諧振腔陣列構(gòu)成多路輸出，每一路都通過微流體調(diào)控裝置進(jìn)行調(diào)控。

3.如權(quán)利要求2所述的基于微流體調(diào)控的可調(diào)諧多路波分復(fù)用裝置，其特征在于，對于所述由多個(gè)諧振腔構(gòu)成的表面等離子體諧振腔陣列多路耦合波導(dǎo)輸出，有多個(gè)輸出薄膜耦合器進(jìn)行收集。

4.如權(quán)利要求3所述的基于微流體調(diào)控的可調(diào)諧多路波分復(fù)用裝置，其特征在于，對于多路耦合波導(dǎo)的輸出由多條輸出光纖進(jìn)行配合。

5.一種基于微流體調(diào)控的可調(diào)諧多路波分復(fù)用方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟（1）、寬帶光源發(fā)出的光通過光纖到達(dá)另一側(cè)的薄膜耦合器，通過薄膜耦合器耦合入波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中；

步驟（2）、激發(fā)光注入波導(dǎo)中傳輸?shù)谋砻娴入x子體波在耦合波導(dǎo)處被分成兩束，滿足諧振條件mλ＝2nL的波長被耦合入表面等離子體諧振腔中，其中m為諧振波數(shù)，λ為等離子體諧振腔的諧振波長，n為諧振腔內(nèi)等效折射率，L為腔長。無法耦合入諧振腔的波長將沿激發(fā)光注入波導(dǎo)反射；

步驟（3）、諧振腔的腔長通過注入流體進(jìn)行調(diào)控，滿足

mλ＝2n₁L₁+2n₂L₂，

其中n₁為所通入流體折射率，L₁為流體液柱長度，n₂為腔中未注入流體的空氣柱折射率，L₂為空氣柱長度；

步驟（4）、等離子體諧振腔中形成的駐波耦合入輸出波導(dǎo)中，通過輸出波導(dǎo)傳輸至輸出薄膜耦合器中，在此過程表面等離子體波又轉(zhuǎn)化為光波，光波通過耦合器輸入到光纖中，進(jìn)入光開關(guān)；

步驟（5）、將通過光波分復(fù)用器輸出光纖輸出的不同波長范圍的光作為信號載體進(jìn)入后續(xù)光路進(jìn)行處理；通過調(diào)節(jié)每個(gè)諧振腔的液柱長度，即可選擇相應(yīng)的諧振波長進(jìn)行輸出。

6.如權(quán)利要求5所述的基于微流體調(diào)控的可調(diào)諧多路波分復(fù)用方法，其特征在于，所述表面等離子體諧振腔（7）采用有多個(gè)諧振腔構(gòu)成的表面等離子體諧振腔陣列構(gòu)成多路輸出，每一路都通過微流體調(diào)控裝置進(jìn)行調(diào)控。