[發(fā)明專利]基于微盤諧振器的窄帶光濾波器

有效

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• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN110927885B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張磊;王皓巖;楊林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號: G02B6/293
• 分類號: G02B6/293
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

一種基于微盤諧振器的光濾波器，該濾波器包括：輸入光波導(dǎo)，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和第二級微盤光濾波器，每級微盤光濾波器均包括微盤諧振腔和與其相鄰的輸入端直波導(dǎo)和下載段直波導(dǎo)；中間光波導(dǎo)，包括第一中間光波導(dǎo)和第二中間光波導(dǎo)，用于傳輸微盤光濾波器間的寬帶光信號；輸出光波導(dǎo)，用于輸出經(jīng)所述第二級微盤光濾波器的濾波輸出端的寬帶光信號，完成所述集成化光濾波器的濾波功能。該濾波器僅采用兩個(gè)微盤諧振器結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、損耗低、體積小，且調(diào)節(jié)和控制難度小。該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了窄帶寬和高滾降速率的濾波功能，可以滿足光纖通信領(lǐng)域?qū)ξ⒉ü庾有盘柼幚淼囊蟆?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于微盤諧振器的窄帶光濾波器。

背景技術(shù)

波分復(fù)用(WDM，Wavelength-Division Multiplexing)技術(shù)和摻鉺光纖放大器(EDFA，Erbium Doped Fiber Amplifier)的出現(xiàn)使光通信得到突破性進(jìn)展，光纖傳輸網(wǎng)速率不斷提升。光學(xué)濾波器使用光學(xué)方法和光學(xué)元件，在光纖通信技術(shù)領(lǐng)域的信號處理方面實(shí)現(xiàn)對光信號的濾波功能。與傳統(tǒng)的電子技術(shù)相比，光學(xué)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(jìn)行濾波。在寬帶接入、量子通信、激光雷達(dá)和天文系統(tǒng)的高級應(yīng)用方面，有著重大意義。對目標(biāo)頻帶的選擇能力是應(yīng)用于微波光子信號處理的光濾波器的重要指標(biāo)，這就要求光學(xué)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(gè)自由光譜區(qū)所占的比例越小，選擇能力更強(qiáng)。基于集成光子學(xué)的光濾波器件，方便大規(guī)模集成，同時(shí)利用成熟的半導(dǎo)體工藝加工平臺，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模低成本的量產(chǎn)。常見的窄帶寬、高滾降速率的光學(xué)濾波器常采用布拉格光纖光柵(FBG，F(xiàn)iber Bragg Grating)、馬赫-曾德(MZ，Mach-Zehnder)等結(jié)構(gòu)，但上述方案存在損耗大、體積大，成本高，穩(wěn)定性差，調(diào)節(jié)與控制困難等問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于微盤諧振器的窄帶光濾波器，以期至少部分地解決上述技術(shù)問題中的至少之一。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于微盤諧振器的窄帶光濾波器，包括：

輸入光波導(dǎo)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和第二級微盤光濾波器202，每級微盤光濾波器201、202均包括微盤諧振腔和與其相鄰的輸入端直波導(dǎo)和下載段直波導(dǎo)，用于在寬帶光信號進(jìn)入所述微盤光濾波器201、202的輸入端，即輸入端直波導(dǎo)的輸入端后，當(dāng)寬帶光信號滿足所述微盤光濾波器201、201微盤諧振腔的諧振條件時(shí)，通過所述微盤諧振腔耦合至所述微盤光濾波器201、202的下載端直波導(dǎo)中并從所述微盤光濾波器201、202的下載端，即下載端直波導(dǎo)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(dǎo)中并通過所述微盤光濾波器201、202的直通端，即所述輸入端直波導(dǎo)的直通端輸出，從而實(shí)現(xiàn)對輸入的寬帶光信號的濾波；

中間光波導(dǎo)300，包括第一中間光波導(dǎo)301和第二中間光波導(dǎo)302，用于傳輸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(dǎo)300交錯(cuò)排列，所述輸入光波導(dǎo)100連接所述第一級微盤光濾波器201的輸入端直波導(dǎo)的輸入端，所述第一級微盤光濾波器202的輸入端直波導(dǎo)的直通端連接第一中間光波導(dǎo)301，所述第一中間光波導(dǎo)301連接所述第一級微盤光濾波器201的下載端，所述下載端直波導(dǎo)的輸出端連接所述第二中間光波導(dǎo)302，所述第二中間光波導(dǎo)302連接所述第二級微盤光濾波器的輸入端直波導(dǎo)的直通段；

輸出光波導(dǎo)400，與所述第二級微盤光濾波器202的下載端連接，用于輸出經(jīng)所述第二級微盤光濾波器202的濾波輸出端的寬帶光信號，完成所述集成化光濾波器的濾波功能。

其中，所述微盤光濾波器200采用類脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，在微盤和耦合波導(dǎo)周圍引入一圈平板波導(dǎo)。