[發明專利]在纖透射帶通回音壁微腔濾波器及其制作方法

有效

• 申請號: 202010345983.8
• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN111487724B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 史磊磊;朱濤
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G02B6/293
• 分類號: G02B6/293
• 代理公司: 重慶市諾興專利代理事務所(普通合伙) 50239
• 代理人: 劉興順

1.一種在纖透射帶通回音壁微腔濾波器，其特征在于，包括在光纖一側形成的包層平面，在該包層平面內開設有凹槽，該凹槽包括平行于該光纖的第一槽邊以及垂直于該光纖的兩個第二槽邊，兩個第二槽邊相對于垂直于第一槽邊中心的第一軸線對稱且位于該第一槽邊的同一側，該凹槽內設置有沿該第一軸線對稱的兩個波導結構，分別為第一波導結構和第二波導結構，針對每個波導結構，其包括棱柱波導和曲線波導，該棱柱波導的底面為梯形且其一底面設置在該凹槽的槽底上，其第一側面設置在對應的第二槽邊上，該棱柱波導中與其第一側面平行且較小的第二側面，與該曲線波導的第一端連接，且該棱柱波導的其余兩側面均與該凹槽的槽邊間隔設置，其中該第一波導結構包括第一棱柱波導和第一曲線波導，該第二波導結構包括第二棱柱波導和第二曲線波導；

該曲線波導的第二端延伸至與該第一槽邊連接，該曲線波導的一底面設置在該凹槽的槽底且側面與該凹槽的槽邊間隔設置，兩個曲線波導都朝著該第一軸線彎曲；該凹槽內還設置有回音壁微腔，該回音壁微腔位于兩個曲線波導之間、與該兩個曲線波導以及該凹槽的槽邊間隔設置且其中心豎軸與該第一軸線相交；針對每個波導結構，該波導結構內覆蓋有從對應第二槽邊延伸出且與該光纖的纖芯連接的纖芯段，該纖芯段延長至對應曲線波導的第一端與第三端之間，該第三端為對應曲線波導上距離該回音壁微腔最近的端點；

在進行帶通濾波時，該光纖的一端纖芯中傳輸的光信號被傳輸至第一波導結構對應的第一纖芯段，再由該第一纖芯段傳輸給對應的第一曲線波導，該第一曲線波導將該光信號耦合傳輸給該回音壁微腔，進入激發回音壁模式，由該回音壁微腔對該光信號進行帶通濾波，帶通濾波后的光信號耦合傳輸給第二波導結構中的第二曲線波導，進入收集回音壁模式，該第二曲線波導將帶通濾波后的光信號傳輸給該第二波導結構對應的第二纖芯段，再由該第二纖芯段傳輸給該光纖的另一端纖芯，從而實現在纖透射帶通濾波，其中光信號在通過所述棱柱波導覆蓋的纖芯段部分時，由所述棱柱波導降低回音壁模式轉換過程中引起的損耗。

2.根據權利要求1所述的在纖透射帶通回音壁微腔濾波器，其特征在于，該凹槽對應光纖位置處光纖的原有纖芯由該兩個纖芯段替代。

3.根據權利要求2所述的在纖透射帶通回音壁微腔濾波器，其特征在于，該凹槽內的兩個纖芯段由該凹槽所處光纖位置處的纖芯形成，該凹槽對應光纖位置處光纖的原有纖芯依次水平穿過該第一棱柱波導、部分第一曲線波導、部分第二曲線波導和第二棱柱波導，去除掉該第一棱柱波導、部分第一曲線波導、部分第二曲線波導和第二棱柱波導未覆蓋的原有纖芯，從而在該凹槽內形成該兩個纖芯段。

4.根據權利要求3所述的在纖透射帶通回音壁微腔濾波器，其特征在于，針對每個纖芯段，該纖芯段的水平中軸線與該棱柱波導的水平中軸線平行或者重合。

5.根據權利要求1所述的在纖透射帶通回音壁微腔濾波器，其特征在于，該曲線波導為水平截面為弧線的棱柱，該回音壁微腔的水平截面為環形或圓形。

6.根據權利要求1所述的在纖透射帶通回音壁微腔濾波器，其特征在于，該棱柱波導沿該光纖方向的長度越長，回音壁模式轉換過程中引起的損耗越低。

7.根據權利要求1所述的在纖透射帶通回音壁微腔濾波器，其特征在于，該曲線波導的寬度越小，該波導結構與該回音壁微腔的耦合效率越高。

8.根據權利要求1所述的在纖透射帶通回音壁微腔濾波器，其特征在于，該凹槽的槽底與該光纖的纖芯下端相切，該回音壁微腔嵌入至該槽底，以使其發生耦合的有效高度等于光纖纖芯直徑。

9.根據權利要求1所述的在纖透射帶通回音壁微腔濾波器，其特征在于，該棱柱波導和曲線波導與該光纖的包層材料相同。

10.一種權利要求1至9中任意一項所述的在纖透射帶通回音壁微腔濾波器的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

S101、對光纖的一側的包層進行處理，形成包層平面；

S102、對該包層平面之下的包層進行處理，以在該包層平面上形成該凹槽以及該凹槽內的棱柱波導和曲線波導，其中在形成該棱柱波導和曲線波導時，對其形成位置進行選擇，以使該光纖的原有纖芯依次水平穿過該第一棱柱波導、部分第一曲線波導、部分第二曲線波導和第二棱柱波導，在形成該凹槽以及該凹槽內的棱柱波導和曲線波導的同時，去除掉該第一棱柱波導、部分第一曲線波導、部分第二曲線波導和第二棱柱波導未覆蓋的原有纖芯，從而在該凹槽內形成該兩個纖芯段。