[發(fā)明專(zhuān)利]基于二維材料的全光可調(diào)諧濾波器及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811057055.0
• 申請(qǐng)日: 2018-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109471274A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張晗;王聰;王云征
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02F1/01
• 分類(lèi)號(hào): G02F1/01
• 代理公司: 廣州三環(huán)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強(qiáng)

本發(fā)明提供了一種基于二維材料的全光可調(diào)諧濾波器，包括：分別用于輸入信號(hào)光和控制光的輸入端和控制端，用于將信號(hào)光和控制光合并的第一波分復(fù)用器；用于將信號(hào)光和控制光分成兩路的第一耦合器，其中一路光輸入到調(diào)制臂進(jìn)行處理，另一路光輸入到參考臂進(jìn)行處理；調(diào)制臂包括二維材料?光纖復(fù)合結(jié)構(gòu)，二維材料?光纖復(fù)合結(jié)構(gòu)包括功能化光纖和設(shè)置在功能化光纖上的二維材料層；經(jīng)過(guò)二維材料?光纖復(fù)合結(jié)構(gòu)處理的一路信號(hào)光和經(jīng)過(guò)參考臂處理的另一路信號(hào)光同時(shí)反射回第一耦合器中會(huì)合并發(fā)生干涉，經(jīng)干涉后的信號(hào)光從全光可調(diào)諧濾波器的輸出端輸出。本發(fā)明還提供了全光可調(diào)諧濾波器的應(yīng)用，其中，所述全光可調(diào)諧濾波器可應(yīng)用于可調(diào)諧光纖激光器中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及全光通信和全光信息處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于二維材料的全光可調(diào)諧濾波器及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

可調(diào)諧濾波器是一類(lèi)只允許特定波長(zhǎng)的光通過(guò)而阻止其他波長(zhǎng)的光通過(guò)并且通帶波長(zhǎng)可以調(diào)節(jié)的器件，利用可調(diào)諧濾波器可從眾多的波長(zhǎng)中挑選出所需要的波長(zhǎng)，并對(duì)該波長(zhǎng)進(jìn)行信號(hào)處理，因此可調(diào)諧濾波器可用于調(diào)諧與選擇波長(zhǎng)，濾除光放大器的噪聲，均衡放大器的增益，復(fù)用/解復(fù)用光信號(hào)等方面，從而簡(jiǎn)化光通信網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，提高通信系統(tǒng)的靈活性和效率，推動(dòng)全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

目前，雖然可調(diào)諧濾波器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有多種方案選擇，如光纖光柵濾波器、聲光可調(diào)諧濾波器、琺布里-珀羅濾波器、雙折射晶體濾波器、可調(diào)諧波導(dǎo)陣列等，但是這些方案均無(wú)法滿(mǎn)足全光應(yīng)用領(lǐng)域的需求。

因此，有必要提供一種新型的全光可調(diào)諧濾波器以滿(mǎn)足全光應(yīng)用領(lǐng)域的需求。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于二維材料的全光可調(diào)諧濾波器及其應(yīng)用。

本發(fā)明第一方面提供了一種基于二維材料的全光可調(diào)諧濾波器，包括輸入端、控制端、第一波分復(fù)用器、第一隔離器、第一耦合器、調(diào)制臂和參考臂；

所述輸入端和所述控制端分別設(shè)置在所述第一波分復(fù)用器上或者分別與所述第一波分復(fù)用器連接，分別用于輸入信號(hào)光和控制光；所述第一波分復(fù)用器用于合并所述信號(hào)光和所述控制光；所述第一隔離器與所述第一波分復(fù)用器連接，用于阻擋后向傳輸?shù)墓猓凰龅谝获詈掀靼ǖ谝弧⒍⑷退亩丝冢渲兴龅谝欢丝谂c所述第一隔離器連接，所述第二端口和所述第三端口分別與所述調(diào)制臂和所述參考臂連接，所述第四端口作為所述全光可調(diào)諧濾波器的輸出端；所述第一耦合器用于將所述信號(hào)光和控制光分成兩路，其中一路光通過(guò)所述第二端口輸入到所述調(diào)制臂進(jìn)行處理，另一路光通過(guò)所述第三端口輸入到所述參考臂進(jìn)行處理；所述調(diào)制臂包括二維材料-光纖復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述二維材料-光纖復(fù)合結(jié)構(gòu)包括功能化光纖和設(shè)置在所述功能化光纖上的二維材料層，所述二維材料-光纖復(fù)合結(jié)構(gòu)用于吸收所述控制光并產(chǎn)生熱量，通過(guò)熱光效應(yīng)改變所述信號(hào)光的相位；經(jīng)過(guò)所述二維材料-光纖復(fù)合結(jié)構(gòu)處理的一路信號(hào)光和經(jīng)過(guò)所述參考臂處理的另一路信號(hào)光同時(shí)反射回所述第一耦合器中用于使兩路信號(hào)光會(huì)合并發(fā)生干涉，經(jīng)干涉后的信號(hào)光從所述輸出端輸出。

其中，所述二維材料層中包括石墨烯、過(guò)渡金屬硫族化物、二維過(guò)渡金屬碳化物、黑磷和類(lèi)黑磷材料中的至少一種。

其中，所述二維材料層的厚度為1-20μm。

其中，所述二維材料層中二維材料的尺寸為0.5-500nm。

其中，所述第一耦合器對(duì)所述控制光的耦合比是90:10，其中90％的輸出端與所述調(diào)制臂連接，10％的輸出端與所述參考臂連接，和/或，所述第一耦合器對(duì)所述信號(hào)光的耦合比是50:50。

其中，所述調(diào)制臂還包括與所述二維材料-光纖復(fù)合結(jié)構(gòu)連接的第一法拉第旋轉(zhuǎn)反射鏡，所述第一法拉第旋轉(zhuǎn)反射鏡是用于將所述信號(hào)光原路返回，同時(shí)使兩路反射的信號(hào)光具有相同的偏振態(tài)。