[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

一種光濾波器，包括：輸入光波導，用于輸入待處理的寬帶光信號；微盤光濾波器，包括第一級微盤光濾波器、第二級微盤光濾波器和第三級微盤光濾波器，其中每級微盤光濾波器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；中間光波導，包括第一中間光波導、第二中間光波導和第三中間光波導，用于傳輸不同微盤光濾波器間的寬帶光信號；輸出光波導，與所述第三級微盤光濾波器的下載端連接，用于輸出所述第三級微盤光濾波器下載的寬帶光信號，完成所述集成化光濾波器的濾波功能。該光濾波器僅采用三個微盤諧振腔結構，結構簡單、損耗低、體積小，且調節和控制難度小。

技術領域

本發明涉及光纖通信技術領域，尤其涉及一種窄帶光濾波器。

背景技術

光纖通信網絡在廣域、大容量通信系統中扮演者基礎性的角色，它構筑了全球信息網絡的骨干。光學濾波器在光通信系統中發揮著至關重要的作用，主要用來實現對光信號波長的篩選和操作，可以用于特定波長的信號選擇、波分復用和解復用、濾除噪聲信號等。與傳統的電子技術相比，光學元件具有靈活和大范圍的帶寬特性，可以直接對高頻帶寬的微波信號進行濾波。在寬帶接入、量子通信、激光雷達和天文系統的高級應用方面，有著重大意義。對目標頻帶的選擇能力是應用于微波光子信號處理的光濾波器的重要指標，這就要求光學濾波器具有高滾降速率和較為狹窄的通帶帶寬，通帶帶寬在一個自由光譜區所占的比例越小，選擇能力更強。基于集成光子學的光濾波器件，方便大規模集成，同時利用成熟的半導體工藝加工平臺，可以實現大規模低成本的量產。常見的窄帶寬、高滾降速率的光學濾波器常采用布拉格光纖光柵(FBG，Fiber Bragg Grating)、馬赫-曾德(MZ，Mach-Zehnder)等結構，但上述方案存在損耗大、體積大，成本高，穩定性差，調節與控制困難等問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種窄帶光濾波器，以期至少部分地解決上述技術問題中的至少之一。

為了實現上述目的，本發明提供了一種窄帶光濾波器，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。