[發(fā)明專利]一種微腔耦合系統(tǒng)的制備方法和微波光子濾波器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811581230.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109633821B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建平;余貝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 暨南大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B6/26
• 分類號(hào): G02B6/26;G02F1/01
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 雷芬芬

本發(fā)明公開(kāi)了一種微波光子濾波器，包括：射頻放大器，摻鉺光纖放大器，可調(diào)諧光衰減器，微腔耦合系統(tǒng)，光譜分析儀，光電探測(cè)器；可調(diào)諧激光器發(fā)出的窄線寬光載波經(jīng)過(guò)偏振控制器后，由DP?MZM調(diào)制成雙邊帶光波，雙邊帶光波經(jīng)過(guò)摻鉺光纖放大器進(jìn)行放大后，通過(guò)可調(diào)節(jié)光衰減器控制進(jìn)入微腔耦合系統(tǒng)的雙邊帶光波的光功率；微腔耦合系統(tǒng)輸出的光信號(hào)分為兩路，一路進(jìn)入用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光信號(hào)的邊帶信息的光譜分析儀，另一路通過(guò)光電探測(cè)器后進(jìn)入用于監(jiān)測(cè)光信號(hào)的射頻譜的VNA；同時(shí)VNA輸出射頻信號(hào)，輸出的射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)射頻放大器后通過(guò)正交混頻器加載到DP?MZM上，實(shí)現(xiàn)邊帶的調(diào)制。其中，微腔耦合系統(tǒng)以將微球結(jié)構(gòu)以過(guò)耦合方式貼合在第二錐形光纖的錐區(qū)的方式得到。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微納光學(xué)器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微腔耦合系統(tǒng)的制備方法和微波光子濾波器。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的微波光子濾波器大多數(shù)是基于光纖非線性效應(yīng)，如參量放大以及頻率轉(zhuǎn)移等來(lái)實(shí)現(xiàn)的。受限于光纖器件的結(jié)構(gòu)與性能，這類微波光子濾波器帶寬大多數(shù)仍不夠窄。近些年來(lái)，由于光學(xué)微腔理論上具有極高的品質(zhì)因子，更容易得到極窄線寬的光學(xué)模式，基于微腔結(jié)構(gòu)的光學(xué)器件引起了廣泛的關(guān)注，因此也出現(xiàn)了許多基于微腔結(jié)構(gòu)的微波光子濾波器。相較于傳統(tǒng)的微波光子濾波器，基于微腔結(jié)構(gòu)的微波光子濾波器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕便，更易于實(shí)現(xiàn)小型化集成的特點(diǎn)；同時(shí)由于微腔結(jié)構(gòu)具有極高的品質(zhì)因子以及良好的熱調(diào)諧與電調(diào)諧能力，基于微腔結(jié)構(gòu)的微波光子濾波器能夠?qū)崿F(xiàn)更窄的濾波帶寬以及具有更好的可調(diào)諧性與可重構(gòu)性。目前常用的微腔結(jié)構(gòu)有微環(huán)腔、光子晶體腔、微盤(pán)腔以及微球腔等，其主要是利用這些微腔的回音壁模式進(jìn)行光域上的信號(hào)處理從而實(shí)現(xiàn)微波光子濾波器的功能。微腔的品質(zhì)因子(Q值)決定了諧振模式的線寬進(jìn)而影響濾波器的帶寬；自由光譜范圍(FSR)反應(yīng)了兩相鄰模式的間隔大小進(jìn)而決定了濾波器的頻率調(diào)諧能力。因此微腔的品質(zhì)因子、自由光譜范圍成為決定濾波器性能的重要指標(biāo)參數(shù)。Liu Y等人曾在論文“Tunablemegahertz bandwidth microwave photonic notch filter based on a silicamicrosphere cavity,”O(jiān)pt.Lett.41(21),5078-5081(2016)中提出基于微球腔的高Q值實(shí)現(xiàn)極窄線寬的微波光子濾波器功能。但是由于加工工藝的困難、材料損耗的限制、耦合條件的苛刻，目前微腔的Q值難以進(jìn)一步提高，因此大部分基于微腔濾波器的帶寬仍處于吉赫茲GHz級(jí)別，抑制比也無(wú)法穩(wěn)定的達(dá)到較高水平，加工制作過(guò)程也較為復(fù)雜。因此，行業(yè)內(nèi)急需研發(fā)一種基于微腔的高抑制比、超窄帶寬、低復(fù)雜性與高穩(wěn)定性的微波光子濾波器，其將在微波光子信號(hào)處理領(lǐng)域具有重要的實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種微腔耦合系統(tǒng)的制備方法。

本發(fā)明的另一目的是為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種微波光子濾波器。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種微腔耦合系統(tǒng)的制備方法，包括：

S1，通過(guò)微光纖拉錐裝置拉制一根錐區(qū)直徑為10-20微米的第一錐形光纖，將第一錐形光纖從中間截?cái)啵玫郊舛酥睆綖?0-20微米的光纖尖錐203；

S2，通過(guò)微光纖拉錐裝置拉制一根用于微腔耦合的第二錐形光纖，所述第二錐形光纖為單模狀態(tài)；

S3，利用二氧化碳激光加工裝置使第一錐形光纖的光纖尖錐熔融并在表面張力的作用下形成微球結(jié)構(gòu)3101；

S4，將所述微球結(jié)構(gòu)3101以過(guò)耦合方式貼合在第二錐形光纖的錐區(qū)3102，得到微腔耦合系統(tǒng)310。