[發明專利]同側耦合反饋式可調光學微腔延時器

有效

• 申請號: 201910085992.5
• 申請日: 2016-04-20
• 公開（公告）號: CN109581595B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 呂亮;肖鴻晶;孫立;唐述林;周俊峰;王德輝;向榮;俞本立;桂華僑;劉建國;裴國超;王煥欽
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: G02B6/26
• 分類號: G02B6/26
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙) 32260
• 代理人: 王闖;葛莉華

1.一種同側耦合反饋式可調光學微腔延時器，包括光信號輸入端(1)、光信號輸出端(2)和光學微腔(3)，其特征在于：還包括耦合器件(4)、第一耦合器(5)和第二耦合器(6)，所述第一耦合器(5)的端口A與光信號輸入端(1)相連，端口B通過耦合器件(4)與光學微腔(3)耦合，端口C與第二耦合器(6)的端口C相連，所述第二耦合器(6)的端口A通過耦合器件(4)與光學微腔(3)耦合，端口B與光信號輸出端(2)相連；

光信號輸入端(1)的光信號由第一耦合器(5)的端口A輸入到第一耦合器(5)，然后從端口B輸出，第一耦合器(5)端口B輸出的光信號通過耦合器件(4)注入到光學微腔(3)，然后再通過耦合器件(4)耦合輸出到第二耦合器(6)的端口A，進入第二耦合器(6)的光信號一部分通過端口B直接輸出到光信號輸出端(2)，另一部分通過與第一耦合器(5)相連的端口C重新注入到第一耦合器(5)，達到穩定輸出的總延時后的光信號由光信號輸出端(2)輸出；

上述延時器中，光信號的延時效果，具體計算方法如下：

設E_in1為光信號輸入光場，E_in2為輸入光場與反饋光通過第一耦合器耦合的光場，E_s為光學微腔內的光場，E_out1為光學微腔耦合的輸出光場，E_out2為整個系統的輸出光場；

設p、k為對光場E_in2輸入到光學微腔的透射系數和耦合系數，p′、k′為光場E_s輸入到光學微腔的透射系數和耦合系數，有p＝p′，k＝k′且p²+k²＝1，α₀為光學微腔的線性衰減因子，光學微腔半徑長度為α，L₀＝2πα為腔的長度，n_s為腔內折射率，c為光速，光學微腔的延時傳播過程中額外獲取的相位δ_c為由于耦合模式引起的損耗，δ₀為腔內的本征損耗，ω為輸入光的頻率，ω₀為光學微腔內的共振頻率，Δω為光學微腔中心頻率的失諧，Δω＝ω₀-ω；

對于外反饋的情況，設n為光纖中的折射率，α₁為外反饋部分線性衰減因子，為外反饋部分附加相移，L₁為E_out1到E_in2的總長度，τ₁為L₁段光纖延時，滿足為E_out1到第二耦合器附加相移，L₂為E_out1到第二耦合器的長度，τ₂為L₂段光纖延時，滿足η₁為輸入光與第一耦合器的耦合系數，η₂為第二耦合器與輸出光的耦合系數；

光場基本方程有：

E_out1(t)＝pE_in2(t)+jk′E_s(t)

經過對上述光場基本方程的推導，可以得到基于此反饋式可調光學微腔延時器的總延時τ的表達式為：

其中：

通過調節耦合器耦合比η₁和η₂、光纖延時τ₁、τ₂參數來實現對延時效果的調節。

2.根據權利要求1所述的同側耦合反饋式可調光學微腔延時器，其特征在于：所述第一耦合器(5)和第二耦合器(6)均為光纖型耦合器、微器件型耦合器、平面波導耦合器的任意一種。

3.根據權利要求1所述的同側耦合反饋式可調光學微腔延時器，其特征在于：所述光學微腔(3)的結構為微環、微球、微盤、微柱、微芯圓環和變形腔的任意一種。

4.根據權利要求1所述的同側耦合反饋式可調光學微腔延時器，其特征在于：所述光學微腔(3)的制成材料為二氧化硅、聚合物、半導體和氟化鈣的任意一種。