[發明專利]一種耦合雙環諧振器及快慢光調節方法

有效

• 申請號: 202110072095.8
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112859247B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 張穎;黃慶忠;劉強
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G02B6/293
• 分類號: G02B6/293
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 祝丹晴;李智

本發明公開了一種耦合雙環諧振器及快慢光調節方法，屬于光通信領域。耦合雙環諧振器包括有兩個微環諧振腔及兩條直波導。其中兩個微環諧振腔相互耦合，兩條直波導耦合在同一個第一微環上，且不與第二微環發生耦合。本發明能夠使輸入光在系統內傳輸時通過改變一個諧振腔的折射率來操縱另外一個諧振腔內的諧振模式，使得相位和群速度發生改變，從而實現快慢光的連續調節。同時第二微環內光的諧振波長保持不變，諧振模式的光帶寬會展寬或壓縮。通過調節折射率移動第一微環的諧振波長，使得兩個微環之間的耦合增大或者減小，不需要嚴格控制光程的變化，增大了容差。

技術領域

本發明屬于光通信領域，更具體地，涉及一種耦合雙環諧振器及快慢光調節方法。

背景技術

微環諧振腔由微型環波導和直波導構成，已經被廣泛應用在片上光通信和信息處理等方面，如濾波、調制、光延時、光緩存等。在微環諧振腔內實現快慢光的連續調諧是在集成器件中實現光緩存的基礎。在色散材料和色散結構中控制光的速度，實現快慢光的連續可調已經被廣泛研究。

目前在微環諧振腔中實現快慢光的主要手段是通過改變輸入波導和諧振腔的耦合間距、改變輸入光的偏振特性、利用微環和馬赫曾德干涉儀或者反饋波導通過干涉調節相位來實現。然而這種調節機制存在難以集成、操作復雜、需要嚴格控制相位的變化和容差小等缺點。此外，研究者利用電磁感應透明(EIT)特性、受激布里淵散射等效應在微球諧振腔和微環諧振器也觀察到了快慢光的變化。然而在連續調諧時必須操縱由多模諧振器或耦合諧振器提供的諧振模式，通過載流子注入等方式調節折射率，改變諧振腔內的諧振模式，會導致諧振波長發生移動。

發明內容

針對相關技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種耦合雙環諧振器及快慢光調節方法，旨在解決現有快慢光調節時操作復雜、容差小、諧振波長移動的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種耦合雙環諧振器，包括第一微環、第二微環、第一直波導和第二直波導；所述第一直波導包括第一輸入端和第一輸出端，所述第二直波導包括第二輸入端和第二輸出端；

所述第二微環與第一微環相互耦合；

所述第一直波導和第二直波導位于所述第一微環的兩側，均與所述第一微環發生耦合；

入射光從所述第一輸入端進入所述第一直波導，經耦合進入所述第一微環，再經耦合進入所述第二微環和所述第二直波導，其中一部分光從所述第二輸出端輸出，另一部分光經所述第一微環從所述第一輸出端輸出。

進一步地，所述第一直波導和第二直波導都不與所述第二微環發生耦合。

進一步地，所述第一微環、第二微環、第一直波導和第二直波導采用絕緣體上硅、鈮酸鋰、氮化硅、磷化銦或砷化鎵制成。

本發明還提供了一種基于上述耦合雙環諧振器的快慢光調節方法，包括以下步驟：

調節所述第一微環的折射率，使得第一微環的諧振波長與第二微環相同，并且入射光波長與兩個微環諧振波長相同時，當入射光進入微環時會在第一微環和第二微環同時諧振，產生慢光；

改變所述第一微環的折射率，使得入射光的波長只與第二微環的諧振波長相等，當入射光進入所述耦合雙環諧振器時只在第二微環內諧振，產生快光。

進一步地，所述第一微環的折射率通過熱光、電光、全光或聲光效應調節。

進一步地，當改變所述第一微環的折射率，使得入射光的波長只與第二微環的諧振波長相等時，通過控制第一微環和第二微環的相位差調整兩個微環的失諧狀態：所述相位差越接近π的奇數倍，兩個微環的失諧越大，群速度提升越大，快光越大。

本發明還提供了一種光緩存系統，其使用上述耦合雙環諧振器。

通過本發明所構思的以上技術方案，與現有技術相比，能夠取得以下有益效果：