[發明專利]光濾波器結構和光學濾波器

有效

• 申請號: 202110293252.8
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113031164B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 牛佳琪;付鑫;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: 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；二階微環光濾波器單元，與光開關的第一輸出端連接，用于對光信號進行濾波處理；第一波導，與二階微環光濾波器單元的輸出端連接，用于傳輸濾波后的光信號；以及第二波導，與光開關的第二輸出端連接，用于傳輸未經濾波的光信號。此外，本公開還提供了一種利用上述光濾波器結構通過多級級聯構成的光濾波器。

技術領域

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

背景技術

光濾波器可以直接對高頻帶寬的微波信號進行濾波，是波分復用(WavelengthDivision Multiplexing，WDM)網絡的發射機、接收機和交換節點中的必備器件，在寬帶接入、量子通信、激光雷達和天文系統等應用領域也有著無法取代的作用。

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，這就要求光濾波器具有帶寬可調諧特性，并且在一定條件下具有低插入損耗、平頂(flat top)和陡峭帶邊的箱型濾波器譜線響應。相關技術中的帶寬可調諧光濾波器常采用多級馬赫-曾德(MZ，MachZehnder)、高階微環諧振器等結構，通過上述結構制作得到的光濾波器存在損耗大、體積大、調節和控制算法復雜、穩定性差等問題。

在實現本公開的過程中發現，現有的可調諧光濾波器實用性較差，無法同時滿足高穩定性、高集成度、易于控制等使用需求。

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上述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，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；二階微環光濾波器單元，與上述光開關的第一輸出端連接，用于對上述光信號進行濾波處理；第一波導，與上述二階微環光濾波器單元的輸出端連接，用于傳輸濾波后的光信號；以及第二波導，與上述光開關的第二輸出端連接，用于傳輸未經濾波的光信號。

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，上述二階微環光濾波器單元包括輸入波導、輸出波導和二階微環諧振器，上述二階微環諧振器與上述輸入波導和上述輸出波導的距離相等。

根據本公開的實施例，上述二階微環諧振器包括兩個微環諧振腔，上述兩個微環諧振腔的半徑、波導寬度和波導厚度相等。

根據本公開的實施例，上述微環諧振腔的濾波曲線具有中心波長，上述中心波長通過熱光效應或電光效應進行調諧。

根據本公開的實施例，上述第一波導包括：彎曲波導；上述第二波導包括：直波導。

本公開的另一個方面提供了一種利用上述光濾波器結構通過多級級聯構成的光濾波器，包括：輸入單元，用于接收待處理的光信號；多級上述光濾波器結構；以及輸出單元，用于輸出濾波后的光信號。

根據本公開的實施例，多級上述二階微環光濾波器單元的微環諧振腔的半徑相等。

根據本公開的實施例，上述光濾波器的濾波曲線的中心波長的調諧由每一個微環諧振腔進行單獨調諧實現。

根據本公開的實施例，上述光濾波器通過半導體工藝在鈮酸鋰、硅、二氧化硅、磷化銦或砷化鎵平臺上制作得到。

根據本公開的實施例，通過控制光開關切換光信號在光濾波器中的傳輸路徑，使得光路中可以包含不同數目的二階微環濾波器，從而得到了具有陡峭邊帶的傳輸譜，并且實現了帶寬可調濾波。

附圖說明

通過以下參照附圖對本公開實施例的描述，本公開的上述以及其他目的、特征和優點將更為清楚，在附圖中：