[發明專利]窄帶光濾波器

在審

• 申請號: 201911154449.2
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110824730A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 王皓巖;張磊;楊林
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G02F1/03
• 分類號: G02F1/03;G02F1/035;G02F1/01
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

1.一種光濾波器，其特征在于，包括：

輸入光波導(100)，用于輸入待處理的寬帶光信號；

微盤光濾波器(200)，包括第一級微盤光濾波器(201)、第二級微盤光濾波器(202)和第三級微盤光濾波器(203)，其中每級微盤光濾波器(201、202、203)均包括微盤諧振腔及與其相鄰的輸入端直波導和下載端直波導，在寬帶光信號進入所述微盤光濾波器(201、202、203)的輸入端，即輸入端直波導的輸入端后，當寬帶光信號波段滿足所述微盤光濾波器(201、202、203)微盤諧振腔的諧振條件時，通過所述微盤諧振腔耦合至所述微盤光濾波器(201、202、203)的下載端直波導中并從所述微盤光濾波器(201、202、203)的下載端，即下載端直波導的輸出端輸出，而不滿足微盤諧振腔的諧振條件的寬帶光信號波段則保留在所述輸入端直波導中并通過所述微盤光濾波器(201、202、203)的直通端，即所述輸入端直波導的直通端輸出，從而實現對輸入的寬帶光信號的濾波；

中間光波導(300)，包括第一中間光波導(301)、第二中間光波導(302)和第三中間光波導(303)，用于傳輸不同微盤光濾波器間的寬帶光信號；其中，所述微盤光濾波器(200)與所述中間光波導(300)交錯排列，具體包括：所述第一級微盤光濾波器(201)的輸入端連接所述輸入光波導(100)，所述第一級微盤光濾波器(201)的直通端連接所述第一中間光波導(301)，所述第一級微盤光濾波器(201)的下載端連接所述第二中間光波導(302)，所述第二級微盤光濾波器(202)的輸入端連接所述第二中間光波導(302)，所述第二級微盤光濾波器(202)的下載端直波導的非下載端一側連接所述第一中間光波導(301)，所述第二級微盤光濾波器(202)的下載端連接所述第三中間光波導(303)，所述第三中間光波導(303)的另一端連接所述第三級微盤光濾波器(203)的輸入端；

輸出光波導(400)，與所述第三級微盤光濾波器(203)的下載端連接，用于輸出所述第三級微盤光濾波器(203)下載的寬帶光信號，完成所述集成化光濾波器的濾波功能。

2.根據權利要求1所述的一種光濾波器，其特征在于，所述微盤光濾波器(200)采用類脊波導結構，在微盤諧振腔和相鄰耦合光波導周圍引入一圈平板波導。

3.根據權利要求1所述的一種光濾波器，其特征在于，所述第一級微盤光濾波器(201)和所述第二級微盤光濾波器(202)內的微盤諧振腔的半徑、波導寬度和波導厚度保持一致，同時兩個微盤光濾波器內的微盤諧振腔與直波導之間的距離保持相同，保證了兩個微盤光濾波器具有相同的濾波曲線形狀和諧振峰中心波長。

4.根據權利要求1所述的一種光濾波器，其特征在于，所述第三級微盤光濾波器(203)與所述第一級微盤光濾波器(201)和第二級微盤光濾波器(202)三者內的微盤諧振腔的半徑、波導寬度和波導厚度保持一致，但第三級微盤光濾波器(203)中微盤諧振腔與直波導之間的距離較第一級微盤光濾波器(201)、第二級微盤光濾波器(202)中微盤諧振腔與直波導之間的距離更大，以保證經過三級微盤光濾波器級聯后可產生低損耗、窄帶寬、高滾降速率的濾波譜線。

5.根據權利要求1所述的一種光濾波器，其特征在于，輸入的寬帶光信號在經過所述第一級微盤光濾波器(201)、第二級微盤光濾波器(202)后，直通端和下載端分別進行了兩次完全相同的濾波過程，兩次濾波疊加的結果產生了類似于電磁誘導透明的光譜，使得濾波曲線的消光比成兩倍數增加，同時提高了譜線的滾降速率。

6.根據權利要求1所述的一種光濾波器，其特征在于，所述中間光波導(301)和所述中間光波導(302)的長度一致，以保證所述第一級微盤光濾波器(201)、第二級微盤光濾波器(202)的直通端和下載端的濾波曲線的相位不發生相移。

7.根據權利要求1所述的一種光濾波器，其特征在于，通過對所述第一級微盤光濾波器(201)、第二級微盤光濾波器(202)和第三級微盤光濾波器(203)的濾波曲線的中心波長進行獨立調諧，能夠實現所述窄帶光濾波器中心波長的可調諧。