一種基於微環諧振腔的選頻濾波器的製作方法

2023-05-25 02:36:21 1

專利名稱：一種基於微環諧振腔的選頻濾波器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於光信息技術領域，具體涉及一種基於微環諧振腔的選頻濾波器。
背景技術：
隨著通信技術地高速發展，微環諧振濾波器受到技術人員的廣泛關注和研究，在光通信技術領域中具有越來越重要的作用。微環諧振腔的半徑很小(微米級別)，與光波長大小差不多，因此，其具有很高的可集成性。光在諧振腔內反覆循環後從該結構的直通端(through)和下路端(drop)輸出:當光波與諧振腔達到相位匹配時，光才能從系統的下路端輸出，此時的光波波長便是諧振腔系統的諧振波長。而非諧振波長的光將從該結構的直通端輸出，因此在直通端可以得到凹陷的傳輸曲線，從而實現了微環諧振腔的選頻濾波功能；並且微環諧振腔波長選擇具有很高的高靈敏度:即諧振腔有效折射率的微小變化就能引起輸出波長的變化。然而，現有可調諧濾波器都存在各自的一些缺點，例如，AffG可調諧濾波器的調諧速度慢；聲光可調諧濾波器的濾波帶寬大、功耗高、結構複雜；等等。
發明內容本實用新型提供了一種基於微環諧振腔的選頻濾波器。本實用新型選頻濾波器具有體積小、易於光纖系統集成、靈敏度高，調諧速度快等優點，特別適於光通信系統技術中的應用。本實用新型採取以下技術方案:基於微環諧振腔的選頻濾波器，包括第一電源
(I)、第二電源(6)、第一主波導BWl (7)、第二主波導BW2 (2)、第一光纖耦合器C1 (8)、第二光纖耦合器C2 (3)、第一 KDP調製器(4)、第二 KDP調製器(5)和微環諧振腔(9);微環諧振腔
(9)通過第一光纖稱合器C1⑶和第一主波導BWl (7)相聯,其中，Input端是該選頻濾波器的信號輸入端，Through端是該選頻濾波器的其中一個信號輸出端——直通端。微環諧振腔(9)還通過第二光纖耦合器C2 (3)和第二主波導BW2(2)相聯，其中，Drop端是該選頻濾波器的另一個信號輸出端——下路端。在微環諧振腔(9)的一側(兩個光纖耦合器C1和C2之間)聯接第一 KDP調製器(4)，另一側(兩個光纖耦合器C1和C2之間)聯接第二 KDP調製器(5)，兩個調製器上都接通電源，即第一 KDP調製器(4)接通第一電源(I)，第二 KDP調製器(5)接通第二電源(6)。光波從第一主波導BWl的Input端輸入,部分光經稱合器C1稱合進入微環,滿足諧振條件的光再經過耦合器C2耦合，再由第二主波導BW2的左端——下路端輸出，而非諧振波長的光則由第一主波導BWl的右端——直通端輸出，從而實現了該微環諧振腔結構的選頻濾波功能。優選的，該選頻濾波器的2個光纖耦合器的交叉耦合係數均為0.3。優選的，該選頻濾波器的輸入是連續波信號。本實用新型的特點是在微環諧振腔中增加了兩個KDP調製器。KDP調製器是由KDP電光晶體構成，其工作原理是基於電光效應:在外加直流電場或低頻電場的作用下，介質的折射率發生與外加電場呈線性關係的變化，使通過波導的光的相位也隨之變化。本實用新型利用FDP調製器來實現基於微環諧振腔的選頻濾波功能。當接通電源時，由於KDP調製器的作用，微環諧振腔的有效折射率發生變化，引起微環中傳輸的光的相位變化，最終將會導致微環諧振腔的諧振波長的變化。微環諧振腔波長選擇具有很高的靈敏度:即諧振腔有效折射率的微小變化就能引起輸出波長的變化。適當調節電壓大小，可以實現任意諧振波長的輸出。本實用新型選頻濾波器具有體積小、易於光纖系統集成、靈敏度高、調諧速度快等優點，特別適於光通信系統技術中的應用。

圖1為基於微環諧振腔的選頻濾波器的結構示意圖。圖1中，A1表不輸入光場，ad表不下路端透射光場，at表不直通端透射光場。圖2為沒有外加電壓情況下的系統兩個輸出端的輸出曲線。圖2中，Td表示下路端透射率，Tt表示直通端透射率。圖3為兩個外加電壓均為2V情況下的系統兩個輸出端的輸出曲線。圖3中，Td表示下路端透射率，Tt表示直通端透射率。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型實施例作詳細說明。
·[0019]如圖1所示，本實施例基於微環諧振腔的選頻濾波器包括電源1、電源6、主波導BW17、主波導BW22、光纖耦合器Q8、光纖耦合器C23、KDP調製器4、KDP調製器5和微環諧振腔9。其中，兩個光纖耦合器的交叉耦合係數均為0.3。微環諧振腔9通過光纖耦合器C1與主波導BWl相聯，其中，Input端是該選頻濾波器的信號輸入端，Through端是該選頻濾波器的其中一個信號輸出端——直通端。微環諧振腔9還通過光纖耦合器C2和主波導BW2相聯，其中，Drop端是該選頻濾波器的另一個信號輸出端一下路端。在微環諧振腔9的一側(兩個光纖耦合器C1和C2之間)聯接KDP調製器4，另一側(兩個光纖耦合器C1和C2之間)也聯接KDP調製器5，兩個調製器上都接通電源，即:KDP調製器4與電源I相聯，KDP調製器5和電源6相聯。當Input端輸入連續波信號，部分光經光纖耦合器C1耦合進入微環，當光信號在微環諧振腔中傳輸一周產生的相位是2 π的整數倍時，即滿足諧振條件:β L = 2q π (q =
1,2,3...)的光經過光纖f禹合器C2 f禹合,再由主波導BW2的左端-下路端輸出，而非諧振
波長的光則由主波導BWl的右端一直通端輸出。適當調節電源大小，在KDP調製器的作用下，選頻濾波器的輸出諧振波長會發生相應的偏移。如圖2所示，U=OV時,系統直通端和下路端的透射率。如圖3所示，U=2V時,系統直通端和下路端的透射率。對比圖2和圖3，可以發現當輸入電壓變化時，系統的輸出諧振波長發生偏移。說明可以通過調節輸入電壓的大小來控制輸出波長。本實用新型選頻濾波器的選頻濾波過程:1、根據所需的光信號波長或頻率，選擇合適的信號波長以滿足微環諧振腔的諧振條件。2、根據直通端和下路端的輸出諧振波長，調整電源大小，從而得到所需的諧振波長。以上對本實用新型的優選實施例及原理進行了詳細說明，對本領域的普通技術人員而言，依據本實用新型提供的思想，在具體實施方式
上會有改變之處，而這些改變也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.基於微環諧振腔的選頻濾波器，包括微環諧振腔(9)、第一主波導(7)、第二主波導(2)、第一光纖耦合器(8)及第二光纖耦合器(3)，微環諧振腔(9)通過第一光纖耦合器(8)與第一主波導(7)相聯，其中，第一主波導(7)的Input端是所述選頻濾波器的信號輸入端，第一主波導(7)的Through端是所述選頻濾波器的第一信號輸出端；微環諧振腔(9)通過第二光纖耦合器(3)與第二主波導(2)相聯，其中，第二主波導(2)的Drop端是所述選頻濾波器的第二信號輸出端；其特徵在於:微環諧振腔(9) 一側於第一光纖I禹合器(8)和第二光纖I禹合器(3)之間聯接第一KDP調製器(4),另一側於第一光纖f禹合器(8)和第二光纖耦合器(3)之間聯接第二 KDP調製器(5)，第一 KDP調製器(4)、第二 KDP調製器(5)都接通電源。
2.如權利要求1所述的選頻濾波器，其特徵在於:所述第一光纖耦合器(8)、第二光纖耦合器(3)的交叉耦合係數均為0.3。
3.如權利要求1或2所述的選頻濾波器，其特徵在於:所述選頻濾波器的輸入是連續波信號。 `
專利摘要本實用新型公開了基於微環諧振腔的選頻濾波器，包括微環諧振腔、第一主波導、第二主波導、第一光纖耦合器及第二光纖耦合器，微環諧振腔通過第一光纖耦合器與第一主波導相聯，第一主波導的Input端是選頻濾波器的信號輸入端，第一主波導的Through端是所述選頻濾波器的第一信號輸出端；微環諧振腔通過第二光纖耦合器與第二主波導相聯，第二主波導的Drop端是選頻濾波器的第二信號輸出端；微環諧振腔一側於第一光纖耦合器和第二光纖耦合器之間聯接第一KDP調製器，另一側於第一光纖耦合器和第二光纖耦合器之間聯接第二KDP調製器，第一KDP調製器、第二KDP調製器都接通電源。本實用新型選頻濾波器具有體積小、易於光纖系統集成、靈敏度高，調諧速度快等優點。
文檔編號G02F1/035GK203164550SQ201320161088
公開日2013年8月28日 申請日期2013年4月2日 優先權日2013年4月2日
發明者李齊良, 豐昀, 王哲, 袁洪良, 唐向宏, 李承家, 趙澤茂, 張世龍 申請人:杭州電子科技大學