基于光微環(huán)的帶寬可調(diào)光濾波器及其產(chǎn)生寬帶頻譜的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種集成光學(xué)器件，特別涉及一種帶寬可調(diào)光濾波器及其產(chǎn)生寬帶頻譜的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]智能網(wǎng)絡(luò)是未來光通訊發(fā)展的重要方向。其中多業(yè)務(wù)匹配、波長資源靈活分配的目標要求作為其中核心設(shè)備的可重構(gòu)光上下插分復(fù)用(ROADM)具有靈活柵格功能，即要求帶寬可調(diào)的光濾波器。
傳統(tǒng)的基于耦合系數(shù)可調(diào)的微環(huán)的帶寬可調(diào)濾波器其帶寬可調(diào)范圍受微環(huán)本身帶寬影響較大，應(yīng)用價值有限；而基于雙微環(huán)濾波器結(jié)合馬赫曾德爾干涉儀(MZI)相干合譜的帶寬可調(diào)濾波器差損較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決上述提到的現(xiàn)有技術(shù)中的濾波器帶寬可調(diào)范圍易受影響、帶寬可調(diào)濾波器差損較大的技術(shù)問題，提供一種具有帶寬及中心波長可調(diào)功能的光波段濾波器件。
[0004]本發(fā)明提供的一種基于光微環(huán)的帶寬可調(diào)光濾波器，包括由第一任意閉環(huán)形狀光微環(huán)和第二任意閉環(huán)形狀光微環(huán)構(gòu)成的第一光微環(huán)組、由第三任意閉環(huán)形狀光微環(huán)和第四任意閉環(huán)形狀光微環(huán)構(gòu)成的第二光微環(huán)組、輸入波導(dǎo)、輸出波導(dǎo)、第一下載波導(dǎo)、第二下載波導(dǎo)；所述第一下載波導(dǎo)分別與輸入波導(dǎo)、輸出波導(dǎo)垂直相交，所述第二下載波導(dǎo)也分別與輸入波導(dǎo)、輸出波導(dǎo)垂直相交，四個任意閉環(huán)形狀光微環(huán)分別位于所述的垂直相交處，并分別與相交的兩條直波導(dǎo)耦合，構(gòu)成位于同一平面的井形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)；所述的四個任意閉環(huán)形狀光微環(huán)的上各設(shè)置有一個加熱電極，所述的第一下載波導(dǎo)或第二下載波導(dǎo)上設(shè)置有一個加熱電極。
[0005]優(yōu)選地，所述的井形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有可擴展性，該結(jié)構(gòu)上下左右可延伸出與之對稱的井形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
[0006]優(yōu)選地，基于光微環(huán)的帶寬可調(diào)光濾波器采用新型硅基集成電路材料利用平面工藝制作完成。
[0007]本發(fā)明的另一個目的是提供一種利用基于光微環(huán)的帶寬可調(diào)光濾波器產(chǎn)生寬頻帶譜的方法，該方法采用所述的井形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)疊加第一光微環(huán)與第二光微環(huán)的特征頻譜，并同時疊加第三光微環(huán)與第四光微環(huán)的特征頻譜，形成兩個組合后的頻譜，再通過輸出波導(dǎo)疊加上述兩個組合后的頻譜，形成寬頻帶譜；利用游標效應(yīng)實現(xiàn)頻帶展寬，利用波導(dǎo)上熱電極調(diào)節(jié)兩路傳輸相位差，從而提高輸出增益。
[0008]本發(fā)明所提供的基于微環(huán)的帶寬可調(diào)光濾波器滿足了 ROADM的功能需要，實現(xiàn)了濾波器帶寬和中心波長可調(diào)的功能。本發(fā)明的有益效果為:與其他帶寬可調(diào)濾波器相比，本發(fā)明提供了一種基于微環(huán)的帶寬可調(diào)光濾波器結(jié)構(gòu)，此種利用組合微環(huán)的濾波器，在保證了帶寬和中心波長可調(diào)功能的同時，具有帶寬及中心頻率可調(diào)范圍大、精度高，損耗低等特點，克服了傳統(tǒng)帶寬可調(diào)濾波器的諸多缺點。由于本發(fā)明能完成光通訊網(wǎng)路中的光信號下載、上傳等功能，且集成度高，可以應(yīng)用于光通訊網(wǎng)絡(luò)中的信息下載與上傳等領(lǐng)域，對光通訊網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸具有較大的意義。
【附圖說明】
[0009]圖1是一種基于微環(huán)的帶寬可調(diào)光濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
實施例1
如圖1所示，基于光微環(huán)的帶寬可調(diào)光濾波器，包括由第一任意閉環(huán)形狀光微環(huán)41和第二任意閉環(huán)形狀光微環(huán)42構(gòu)成的第一光微環(huán)組、由第三任意閉環(huán)形狀光微環(huán)43和第四任意閉環(huán)形狀光微環(huán)44構(gòu)成的第二光微環(huán)組、輸入波導(dǎo)1、輸出波導(dǎo)2、第一下載波導(dǎo)31、第二下載波導(dǎo)32 ;所述第一下載波導(dǎo)31分別與輸入波導(dǎo)1、輸出波導(dǎo)2垂直相交，所述第二下載波導(dǎo)32也分別與輸入波導(dǎo)1、輸出波導(dǎo)2垂直相交，四個任意閉環(huán)形狀光微環(huán)41、42、43、44分別位于所述的垂直相交處，并分別與相交的兩條直波導(dǎo)耦合，構(gòu)成位于同一平面的井形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)；所述的四個任意閉環(huán)形狀光微環(huán)41、42、43、44的上各設(shè)置有一個加熱電極5，所述的第一下載波導(dǎo)31或第二下載波導(dǎo)32上設(shè)置有一個加熱電極6。
[0011]優(yōu)選地，所述的井形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有可擴展性，該結(jié)構(gòu)上下左右可延伸出與之對稱的井形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
[0012]優(yōu)選地，基于光微環(huán)的帶寬可調(diào)光濾波器采用新型硅基集成電路材料利用平面工藝制作完成。
[0013]基于光微環(huán)的帶寬可調(diào)光濾波器的制作材料為頂層硅為220nm的新型硅基集成電路材料。在深紫外光刻后，通過干法刻蝕獲得硅基光子線波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。最后覆蓋二氧化硅上包層，完成器件的光波導(dǎo)部分制作。實現(xiàn)器件可調(diào)功能所需要的加熱電極通過在二氧化硅上沉積鋁金屬層，并進行光刻、腐蝕制作。器件的光輸入與輸出將采用光柵面耦合方式。
[0014]利用基于光微環(huán)的帶寬可調(diào)光濾波器產(chǎn)生寬頻帶譜的方法，該方法采用所述的井形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)疊加第一光微環(huán)41與第二光微環(huán)42的特征頻譜，并同時疊加第三光微環(huán)43與第四光微環(huán)44的特征頻譜，形成兩個組合后的頻譜，再通過輸出波導(dǎo)2疊加上述兩個組合后的頻譜，形成寬頻帶譜；利用游標效應(yīng)實現(xiàn)頻帶展寬，利用波導(dǎo)上熱電極調(diào)節(jié)兩路傳輸相位差，從而提高輸出增益。
【主權(quán)項】
1.一種基于光微環(huán)的帶寬可調(diào)光濾波器，其特征在于，包括由第一任意閉環(huán)形狀光微環(huán)(41)和第二任意閉環(huán)形狀光微環(huán)(42)構(gòu)成的第一光微環(huán)組、由第三任意閉環(huán)形狀光微環(huán)(43)和第四任意閉環(huán)形狀光微環(huán)(44)構(gòu)成的第二光微環(huán)組、輸入波導(dǎo)(1)、輸出波導(dǎo)(2)、第一下載波導(dǎo)(31)、第二下載波導(dǎo)(32);所述第一下載波導(dǎo)(31)分別與輸入波導(dǎo)(1)、輸出波導(dǎo)(2)垂直相交，所述第二下載波導(dǎo)(32)也分別與輸入波導(dǎo)(I)、輸出波導(dǎo)(2)垂直相交，四個任意閉環(huán)形狀光微環(huán)(41 ;42 ;43 ;44)分別位于所述的垂直相交處，并分別與相交的兩條直波導(dǎo)耦合，構(gòu)成位于同一平面的井形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)；所述的四個任意閉環(huán)形狀光微環(huán)(41 ;42 ;43 ;44)的上各設(shè)置有一個加熱電極(5)，所述的第一下載波導(dǎo)(31)或第二下載波導(dǎo)(32)上設(shè)置有一個加熱電極(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光微環(huán)的帶寬可調(diào)光濾波器，其特征在于，所述的井形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有可擴展性，該結(jié)構(gòu)上下左右可延伸出與之對稱的井形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光微環(huán)的帶寬可調(diào)光濾波器，其特征在于，采用新型硅基集成電路材料利用平面工藝制作完成。4.利用權(quán)利要求1-3任一項所述的一種基于光微環(huán)的帶寬可調(diào)光濾波器產(chǎn)生寬頻帶譜的方法，其特征在于，采用所述的井形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)疊加第一光微環(huán)(41)與第二光微環(huán)(42)的特征頻譜，并同時疊加第三光微環(huán)(43)與第四光微環(huán)(44)的特征頻譜，形成兩個組合后的頻譜，再通過輸出波導(dǎo)(2)疊加上述兩個組合后的頻譜，形成寬頻帶譜；利用游標效應(yīng)實現(xiàn)頻帶展寬，利用波導(dǎo)上熱電極調(diào)節(jié)兩路傳輸相位差，從而提高輸出增益。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于光微環(huán)的帶寬可調(diào)濾波器及其產(chǎn)生寬帶頻譜的方法，該濾波器包括主要由兩組任意形狀光微環(huán)、四條直波導(dǎo)、四個微環(huán)加熱電極及一個波導(dǎo)加熱電極構(gòu)成的井形型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。所述井形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，包含四條直波導(dǎo)，其中上下兩條平行直波導(dǎo)分別為輸入和輸出波導(dǎo)。所述兩組任意形狀微環(huán)，分別處于直波導(dǎo)垂直相交處，并分別連接一個微環(huán)加熱電極。所述波導(dǎo)加熱電極，可位于任意一條直波導(dǎo)上。與現(xiàn)有的帶寬可調(diào)光濾波器相比，本發(fā)明具有帶寬及中心頻率可調(diào)范圍大、精度高，低損耗等特點，能完成光通訊網(wǎng)路中的光信號下載、上傳等功能，且集成度高，可以應(yīng)用于光通訊網(wǎng)絡(luò)中的信息下載與上傳等領(lǐng)域，對光通訊網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸具有較大的意義。
【IPC分類】G02B6/293
【公開號】CN104950398
【申請?zhí)枴緾N201510417621
【發(fā)明人】楊建義, 詹士杰, 沈奧
【申請人】浙江大學(xué)
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年7月16日