[實用新型]一種MEMS法布里-珀羅腔可調諧濾波器

有效

• 申請號: 201320319386.3
• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN203480076U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 梅加純;程筑江;鄒承明;陸林俊;董誼
• 申請（專利權）人: 貴陽恒浩光電科技有限公司
• 主分類號: G02B6/293
• 分類號: G02B6/293;G02B26/00
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 王娟;郭防

技術領域

本實用新型涉及一種MEMS法布里-珀羅腔可調諧濾波器，屬于光通信及光纖傳感技術領域。?

背景技術

光纖通信技術現已成為現代通信的重要組成部分,隨著網絡和數據通信的迅速發展,對光通信中高速度大容量傳輸的要求越來越大。密集波分復用(DWDM)技術,它能使光通信的傳輸效率得到提高,可調諧濾波器是光波分復用技術中不可缺少的器件,也是光通信全光網絡關鍵技術之一。一個質量優良的光可調濾波器應該具有自由譜域寬以容納更多的信道、帶寬窄以允許信道間隔小、在分組交換中用于多信道快速交換時波長交換速度快、波長穩定性好和精度高等優點，并具有潛在的成本價格優勢。?

MEMS（Micro?Electro?Mechanical?systems，即微電子機械系統）技術以造價低廉、體積微小、易于批量生產、易于控制等優點，成為國內外汽車、電子、家電、機電等行業和軍事領域的研究熱點之一。一種基于MEMS技術的法布里-珀羅腔可調濾波器，它采用光刻、刻蝕、沉積等表面微機械加工技術制成腔長受電壓控制的法布里-珀羅腔，利用多光束干涉的原理對光進行頻率選擇，具有體積微小、調節精度高、調節速度快、可以連續調節、高分辨率、高精細度、寬自由譜域、熱穩定性好、成本低等優點。?

目前出現的其他光可調濾波器制作技術大致可以分為如下幾類:?

1、光纖型FP腔（FFP）濾波器

光纖型FP腔濾波器由兩根光纖和壓電陶瓷構成。光纖尾端均鍍上膜，增加其反射率。在將光纖固定在壓電陶瓷上，尾端端面平行正對，構成FP腔。將電壓加在壓電陶瓷上，改變電壓就可以改變壓電陶瓷的長度，引起光纖尾端端面的距離改變，即改變了FP腔腔長，從而達到調節透過波長的目的。光纖型FP腔濾波器調諧范圍不超過500nm，響應時間較慢，為毫秒量級。

2、液晶FP腔（LCFP）可調濾波器?

兩塊平板玻璃并行放置構成FP腔，玻璃板的內側均鍍有透明導電膜、高反射率膜和定向膜，在腔內充滿折射率隨電壓改變而變化的液晶。將電壓的正負極分別加在兩塊玻璃板上的導電膜上和液晶構成回路，液晶上則有電流通過，改變電壓的大小，調制通過液晶的電流大小，則改變了液晶的折射率的大小，即改變了FP腔腔內光學介質的折射率，因此透過FP腔的光波長也隨之改變。液晶FP腔可調濾波器體積小、結構簡單、調諧速度快達微秒量級，但是調諧范圍有限，最大只能達30nm。

3、馬赫-曾德干涉（MZI）可調濾波器?

????馬赫-曾德干涉可調濾波器一般用半導體材料或電光材料制成。用LiNbO3材料制作的馬赫－曾德干涉可調濾波器，由兩個3dB耦合器和兩個光波導組成。輸入光信號經過第一個3dB耦合器后，被分為兩個光強均等的信號，分別進入兩個光波導。相位調制器用電光材料制成，其折射率隨外部施加的電壓大小變化而變化，從而導致兩路光信號到達第二個3dB耦合器時相位延遲不同。若兩束光的光程差是某一波長的整數倍，兩束光相干加強；若兩束光的光程差是該波長的1/2，兩束光相干抵消，這樣達到電壓調諧波長的目的。馬赫－曾德干涉可調濾波器通帶較寬，選擇性較差，若將其級聯才可以獲得較好的性能。級聯后的馬赫-曾德干涉可調濾波器調諧速率達50ns，但調諧范圍僅4nm。

4、聲光（AOTF）可調濾波器?

聲光可調濾波器由兩個單基底的波長濾波器組成。每個濾波器由一個聲光偏振控制器和兩個偏振分束器組成。基底上的第一個偏振分束器將輸入光分為TE和TM偏振模式，分別進入不同的光波導。光波導均嵌入一個相同的聲波導中，此聲波導是一個聲頻引導耦合器的一個分支。在另一個分支上，將一個RF信號應用到交叉指型變頻器的電極上激發表面聲波（SAW：Surface?Acoustic?Wave）。SAW再耦合到相鄰的聲波導中，產生了有利的聲光相互作用。這產生了TE和TM模式之間的波長相關耦合。滿足一定相位匹配條件的波長產生模式轉換。

????通過聲光模式轉換之后，信號被第二個偏振分束器耦合。由于相位匹配波的偏振態被改變，他們和沒有轉換的光波隔開，而進入了第二個基底，而沒有被轉換的光波反饋于波導，終止于第二個基底的相互作用的基質外部。聲光可調濾波器的調諧范圍很寬，可達250nm，速度為微秒級。但是其旁峰對主峰的影響很大；由于裝置的非線性效應，可能出現一些頻移；帶寬不窄也是一個問題。?

5、光纖光柵（FGB）可調濾波器?