[發明專利]基于馬赫-曾德爾電光調制器的頻率可調濾波器

在審

• 申請號: 201310706581.6
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103698906A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 李齊良;袁洪良;胡淼;唐向宏;曾然;魏一振;周雪芳;盧旸;錢正豐
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G02F1/035
• 分類號: G02F1/035
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于光信息技術領域，具體涉及一種基于馬赫-曾德爾（Mach-Zehnder）電光調制器的頻率可調濾波器。

背景技術

隨著通信技術地高速發展，可集成光器件在光通信技術領域中具有越來越重要的作用。而隨著密集波分復用（DWDM）光通信技術的迅速發展，各種波分復用器光放大器如光柵、多層介質濾波器、微型諧振腔光學頻率梳都已經被研制出來并投入使用。而近年來，由于傳統的濾波器波長是固定的，并且不便于集成，頻率可調的Mach-Zehnder電光調制器的濾波器不能比擬的優勢，而成為了當今微型濾波器的熱點。基于Mach-Zehnder電光調制器頻率可調的濾波器不僅在理論上可以對任意波長信號進行濾波，而且還具有低噪聲等優點。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種基于Mach-Zehnder電光調制器的頻率可調濾波器。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案：

本發明包括環腔、第一主波導、第二主波導、第一耦合器及第二耦合器，環腔通過第一耦合器與第一主波導相聯，其中，第一主波導的Input端是頻率可調濾波器的信號輸入端，第一主波導的Through端是頻率可調濾波器的第一信號輸出端；環腔通過第二耦合器與第二主波導相聯，其中，第二主波導的Drop端是頻率可調濾波器的第二信號輸出端；環腔一側于第一耦合器和第二耦合器之間聯接第一Mach-Zehnder電光調制器，另一側于第一耦合器和第二耦合器之間聯接第二Mach-Zehnder電光調制器，第一Mach-Zehnder電光調制器、第二Mach-Zehnder電光調制器都接到電源的陽極，兩個Mach-Zehnder電光調制器共有陰極并接地。

所述第一耦合器(8)、第二耦合器(3)的交叉耦合系數均為0.3。

所述信號輸入端的輸入是連續信號。

本發明的特點是在環腔中增加了兩個Mach-Zehnder電光調制器。Mach-Zehnder電光調制器是由Mach-Zehnder電光電光晶體構成，其工作原理是基于電光效應：在外加直流電場或低頻電場的作用下，介質的折射率發生與外加電場呈線性關系的變化，使通過波導的光的相位也隨之變化。

本發明利用Mach-Zehnder調制器來實現基于環腔的選頻濾波功能。當接通電源時，由于Mach-Zehnder電光調制器的作用，環腔的有效折射率發生變化，引起微環中傳輸的光的相位變化，最終將會導致環腔的諧振波長的變化。環腔波長選擇具有很高的靈敏度：即諧振腔有效折射率的微小變化就能引起輸出波長的變化。適當調節電壓大小，可以實現任意諧振波長的輸出。

本發明選頻濾波器具有體積小、易于系統集成、靈敏度高，調諧速度快等優點，特別適于光通信系統技術中的應用。

附圖說明

圖1頻率可調的Mach-Zehnder電光調制器的濾波器結構示意圖。

圖2?為諧振波長1560nm附近電壓隨諧振波長的變化關系圖。

圖3為電壓為0.1V時，兩輸出端口輸出波長與透射系數關系圖。T_d表示下路端透射率，T_t表示直通端透射率。

圖4為電壓為0.3V時，兩輸出端口輸出波長與透射系數關系圖。T_d表示下路端透射率，T_t表示直通端透射率。

具體實施方式

基于環腔具有光學選頻濾波功能，并且已經被應用于設計各種濾波器，包括全通濾波器，上/下路濾波器，帶通濾波器和陷波濾波器等等。比較其它濾波器，將環腔側耦合到信號波導上可以提供具有緊湊窄帶和較大自由頻譜范圍的光通道衰減濾波器。并且通過級聯多個相互耦合的微環可以提高濾波器性能，實現具有改良的通頻帶特點的高階濾波器。另外基于環腔的全通濾波器有很大的競爭優勢，它集環腔的各種優點于一身，并可以利用它來處理信號，在不引入任何幅度失真的前提下改變信號的相位特性；而且環腔的體積小，可以大規模集成光路。本發明提供了基于電光晶體調制器的環腔并且頻率可調濾波器。