[發明專利]一種基于亞波長高對比度光柵的電光可調濾波器

有效

• 申請號: 201710169965.7
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN107065233B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 李佳城;張雅麗;喻寅書;劉爽;劉永
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G02F1/03
• 分類號: G02F1/03
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

本發明公開了一種基于亞波長高對比度光柵的電光可調濾波器，涉及光電子技術領域。本發明電光可調濾波器由下至上依次層疊有襯底、叉指式亞波長光柵，透明導電層和電極，其中：襯底表面裸露部分設置有與透明導電層齊平的電光材料層，兩電極與外部電路相連以使得光柵脊之間形成電場，并且叉指狀亞波長光柵材料的折射率遠大于襯底材料、光電材料層材料以及透明導電層材料的折射率。本發明結構設計合理，既能夠通過合理選取光柵參數獲得高品質因子諧振和可調濾波光譜范圍，又能夠通過電壓調制對濾波波長進行調諧，進而基于電場作用對電光材料的折射率進行調控，相比于機械式可調濾波器，大大提高了調諧的精度以及調諧速度。本發明結構簡單、材料易得，有利于大規模的生產和應用。

技術領域

本發明屬于光電子技術領域，具體為一種能夠通過外部電壓來實現光通信波段可調濾波功能的濾波器。

背景技術

在數字時代的今天，光通信技術正在以超乎想象的速度發展，波分復用(Wavelength division multiplexer,WDM)使得光通信系統的容量大大增長。隨著波分復用(WDM)技術的應用，光通信技術得到迅速的發展，未來光通信技術將向更加智能、高效的方向發展。而可調光濾波器作為波分復用技術中的關鍵器件，得到了越來越多的關注和研究。可調光濾波器是一種波長選擇器件，它的功能是從一段含有不同波長的輸入光信號中，根據需要選擇出一個特定波長的光信號。因此，可調光濾波器可以被用于不同的光通道中動態地分配波長信號，或在接收端對波長進行選擇濾波。

目前研究較成熟的可調濾波器有光纖光柵可調濾波器，它是通過溫度變化或者機械裝置來實現波長調諧，屬于一種手動式可調濾波器。然而，通過溫度調諧的濾波器調諧速度較慢，而通過機械調諧的濾波器對機械的穩定性和精確度有很嚴格的要求，故而使得調諧濾波精度的提高受到限制。

為了克服上述光纖光柵可調濾波器存在的不足之處，提出了通過電路控制的可調諧有源濾波器，例如液晶可調濾波器，Morris H R等人對此發表了《ImagingSpectrometers for Fluorescence and Raman Microscopy:Acousto-Optic and LiquidCrystal Tunable Filters》(《用于熒光和拉曼顯微鏡的成像光譜儀：聲光和液晶可調濾波器》)；以及基于Ti：LiNbO₃波導光柵的電光可調濾波器，Zhang D L等人對此發表了《Electro-optically tunable super-broadband filter based on long periodgrating in Ti:LiNbO₃waveguide》(《基于Ti:LiNbO₃波導長周期光柵結構的電光可調諧超寬帶濾波器》)。上文提到的液晶可調濾波器是基于F-P腔干涉儀原理和液晶的電控雙折射效應的選頻原理，通過在液晶層兩端施加電壓實現電控調諧濾波，然而，液晶可調濾波器存在透射率很低(約25％)，半高寬較大、調諧速度慢等缺點。而上文所提基于Ti：LiNbO₃波導光柵的電光可調濾波器，由于存在著驅動電壓過高的問題，限制了其在實際中的應用，并且制作工藝復雜，增加了制作成本。