[發明專利]光濾波器結構和光濾波器

有效

• 申請號: 202110278234.2
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113031163B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 付鑫;牛佳琪;楊林
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G02B6/293
• 分類號: G02B6/293
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 孫蕾

本公開提供了一種光濾波器結構，包括：光開關，包括第一輸出端和第二輸出端，光開關用于接收光信號并切換光信號的傳輸路徑；微環濾波單元，用于對輸入的光信號進行濾波；波分復用器，與光開關的第一輸出端和微環濾波單元的輸出端連接，用于將不同波長的光信號進行合成，并輸出合成后的光信號；以及中間光波導，與光開關的第二輸出端連接，用于直接輸出光信號。此外，本公開還提供了一種利用該光濾波器結構通過多級級聯構成的光濾波器，該光濾波器可以對自由光譜區進行靈活調諧。

技術領域

本公開涉及光纖通信領域，更具體地，涉及一種光濾波器結構和一種利用該光濾波器結構通過多級級聯構成的光濾波器。

背景技術

隨著移動終端和數據中心的數據量的快速增長，核心網絡和城域網絡的傳輸變得更加動態，這就要求通信網絡更加靈活和智能化。可重構光分插復用器(ReconfigurableOptical Add/Drop Multiplexer，ROADM)是實現這種靈活光通信網絡的重要組成部分，具有無柵格特性的可重構光分插復用器是未來靈活光網絡中的理想器件。

光學濾波器作為下一代ROADM的關鍵單元，除了現有研究較為廣泛的中心波長及濾波帶寬的可調諧特性之外，自由光譜區的靈活性也是ROADM系統的重要指標。例如，布拉格光纖光柵(FBG，Fiber Bragg Grating)、馬赫-曾德(MZ，MachZehnder)、微環諧振器(MRR)等光濾波器結構能夠實現濾波帶寬的可調諧，但無法對自由光譜區進行調整。

在實現本公開的過程中發現，現有技術方案中的濾波器結構單獨采用時存在自由光譜區不可調諧的問題，無法滿足ROADM系統對光學濾波器自由光譜區靈活性的需求。

發明內容

有鑒于此，本公開提供了一種光濾波器結構和一種利用該光濾波器結構通過多級級聯構成的光濾波器。

本公開的一個方面提供了一種光濾波器結構，包括：光開關、微環濾波單元、波分復用器和中間光波導。其中，光開關，包括第一輸出端和第二輸出端，上述光開關用于接收光信號并切換上述光信號的傳輸路徑；微環濾波單元，用于對輸入的光信號進行濾波；波分復用器，與上述光開關的第一輸出端和上述微環濾波單元的輸出端連接，用于將不同波長的光信號進行合成，并輸出合成后的光信號；以及中間光波導，與上述光開關的第二輸出端連接，用于直接輸出上述光信號。

根據本公開的實施例，上述光開關包括定向耦合型光開關或MZI型光開關。

根據本公開的實施例，上述微環濾波單元包括：環形諧振腔、第一直波導、第二直波導和彎曲波導。其中，環形諧振腔，用于上述輸入的光信號分離為處于上述環形諧振腔的諧振波長處的第一光信號和處于非諧振波長處的第二光信號；第一直波導，用于輸出上述第一光信號；第二直波導，用于輸出上述第二光信號；以及彎曲波導，與上述波分復用器和上述第一波導連接，用于將上述第一光信號輸入至上述波分復用器；其中，上述第一直波導與上述第二直波導相互平行；上述微環諧振器與上述第一直波導和上述第二直波導的距離相等。

根據本公開的實施例，上述環形諧振腔的諧振波長與上述環形諧振腔的半徑的關系如式(1)所示：

在式(1)中，m表示諧振級數；λ_m表示上述諧振波長；nc表示上述環形諧振腔的有效折射率；R表示上述環形諧振腔的半徑。

根據本公開的實施例，上述波分復用器包括MZI型波分復用器或AWG型波分復用器。