一种光滤波器及其控制方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种光滤波器及其控制方法。光滤波器包括微腔结构、微光纤结构、至少一层吸光性薄膜以及调节结构；调节结构分别与微腔结构、微光纤结构和吸光性薄膜连接，用于调节吸光性薄膜与微腔结构之间的距离，以及微光纤结构与微腔结构之间的距离；微腔结构呈环形设置，微光纤结构位于环形的微腔结构所在平面内，与微腔结构相对设置，并与微腔结构耦合，且微光纤结构的光输出端的功率达到最小功率值；吸光性薄膜沿垂直于环形的微腔结构所在平面的方向，与微腔结构相对设置，并与微腔结构耦合，用于根据与微腔结构之间的距离，调节光滤波器的带宽。通过本发明专利技术的技术方案，实现了光滤波器，形成的光滤波器易于集成，且带宽可调。

【技术实现步骤摘要】
一种光滤波器及其控制方法
本专利技术实施例涉及光学
，尤其涉及一种光滤波器及其控制方法。
技术介绍
光滤波器是利用光学元件对不同波长的光产生不同透过率来进行光滤波的光器件。光滤波器在光信息处理系统、光纤通信及传感以及精密光学测量系统中具有广泛的应用，比如利用光滤波器可以实现稳频以及WDM(WavelengthDivisionMultiplexing，波分复用)系统的信道选择、上下话路、复用\解复用等功能。随着集成光子学的快速发展，对能够实现片上光存储、光通信、光调制等功能的光子芯片的需求越来越紧迫，光滤波器就是其中关键的元件。目前应用较广泛的是传统的棱镜型、干涉型及衍射型滤波器。棱镜型滤波器利用棱镜对不同波长的光有不同的折射率，从而使不同频率的光具有不同偏折角进而实现滤波功能。但棱镜为块状元器件，且带宽较宽，不能用作窄带滤波器。干涉型及衍射型光滤波器对薄膜工艺制备及光栅制备要求较高，且体积相对较大，滤波带宽相对较宽。上述类型的光滤波器难以适应未来高速、大容量光传输的发展需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种光滤波器及其控制方法，针对现有技术中光滤波器存在的难易集成、无法实现窄带滤波的缺点，利用微腔结构、微光纤结构和吸光性薄膜构成的耦合系统，实现了光滤波器，所述光滤波器易于集成，且所述滤波器带宽可调。第一方面，本专利技术实施例提供了一种光滤波器，包括：微腔结构、微光纤结构、至少一层吸光性薄膜以及调节结构；所述调节结构分别与所述微腔结构、所述微光纤结构和所述吸光性薄膜连接，用于调节所述吸光性薄膜与所述微腔结构之间的距离，以及所述微光纤结构与所述微腔结构之间的距离；所述微腔结构呈环形设置，所述微光纤结构位于环形的所述微腔结构所在平面内，与所述微腔结构相对设置，并与所述微腔结构耦合，且所述微光纤结构的光输出端的功率达到最小功率值；所述吸光性薄膜沿垂直于环形的所述微腔结构所在平面的方向，与所述微腔结构相对设置，并与所述微腔结构耦合，用于根据与所述微腔结构之间的距离，调节所述光滤波器的带宽。进一步地，所述吸光性薄膜包括石墨烯薄膜。进一步地，所述微腔结构的品质因子的范围是[104-108]。进一步地，所述微光纤结构的直径的范围为[0.5μm-2μm]。进一步地，所述光滤波器的滤除比例大于80％。进一步地，所述光滤波器的带宽调节范围为[116.5MHz-2.2GHz]。进一步地，所述吸光性薄膜的直径大于所述微腔结构的主直径。第二方面，本专利技术实施例提供了一种第一方面所述光滤波器的控制方法，包括：调节所述微光纤结构与所述微腔结构之间的距离，始终保持所述微光纤结构与所述微腔结构之间恰耦合；调节所述吸光性薄膜与所述微腔结构之间的距离，调节所述光滤波器的带宽。进一步地，所述始终保持所述微光纤结构与所述微腔结构之间恰耦合包括：始终保持所述微光纤结构的光输出端的功率达到最小功率值。进一步地，所述调节所述吸光性薄膜与所述微腔结构之间的距离，调节所述光滤波器的带宽包括：所述调节所述吸光性薄膜与所述微腔结构之间的距离，调节所述微腔结构的品质因子，以调节所述光滤波器的带宽。本专利技术实施例提供了一种光滤波器及其控制方法，通过设置光滤波器包括微腔结构、微光纤结构、至少一层吸光性薄膜以及调节结构；使调节结构分别与微腔结构、微光纤结构和吸光性薄膜连接，用于调节吸光性薄膜与微腔结构之间的距离，以及微光纤结构与微腔结构之间的距离；使微腔结构呈环形设置，微光纤结构位于环形的微腔结构所在平面内，与微腔结构相对设置，并与微腔结构耦合，且微光纤结构的光输出端的功率达到最小功率值；使吸光性薄膜沿垂直于环形的微腔结构所在平面的方向，与微腔结构相对设置，并与微腔结构耦合，用于根据与微腔结构之间的距离，调节光滤波器的带宽。即通过设置微光纤结构的光输出端的功率为最小功率值，以实现滤波功能，且通过调节吸光性薄膜与微腔结构之间的距离，实现对光滤波器带宽的调节，克服了现有技术中的光滤波器存在的难易集成、无法实现窄带滤波的缺点，实现了光滤波器，光滤波器易于集成，且滤波器的带宽可调。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一提供的一种光滤波器的结构示意图；图2为沿图1中AA’方向的剖面结构示意图；图3为微腔结构的品质因子随吸光性薄膜与微腔结构之间的距离变化图；图4为光滤波器的带宽随微腔结构的品质因子的变化图；图5为本专利技术实施例二提供的一种光滤波器的控制方法的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本专利技术实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本专利技术的技术方案，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种光滤波器的结构示意图，图2为沿图1中AA’方向的剖面结构示意图。结合图1和图2，光滤波器包括微腔结构10、微光纤结构11、至少一层吸光性薄膜12以及调节结构(未示出)。其中，调节结构(未示出)分别与微腔结构10、微光纤结构11和吸光性薄膜12连接，可以调节吸光性薄膜12与微腔结构10之间的距离，以及微光纤结构11与微腔结构10之间的距离。示例性的，调节结构可以是精密移动控制台，可以分别将微腔结构10、微光纤结构11以及微腔结构10固定于不同的精密移动控制台上，通过移动各精密移动控制台，实现对微光纤结构11与微腔结构10，以及吸光性薄膜12与微腔结构10之间距离的精确调节。微腔结构10呈环形设置，微光纤结构11位于环形的微腔结构10所在平面内，与微腔结构10相对设置，并与微腔结构10耦合，且微光纤结构11的光输出端的功率达到最小功率值。吸光性薄膜12沿垂直于环形的微腔结构10所在平面的方向，与微腔结构10相对设置，并与微腔结构10耦合，用于根据与微腔结构10之间的距离，调节光滤波器的带宽。示例性的，微腔结构10可以是回音壁式的微环芯腔，也可以是回音壁式的微盘腔。示例性的，微光纤结构11与微腔结构10之间耦合，即二者之间可以进行能量的传递，通过调节微光纤结构11与微腔结构10之间的距离可以调节微光纤结构11与微腔结构10之间的耦合状态。微光纤结构11的光输入端输入能量，当微光纤结构11中的能量能够全部耦合进微腔结构10时，微光纤结构11的光输出端的功率达到最小功率值。针对一定波长范围内的光，此时光滤波器通过保持微光纤结构11与微腔结构10之间恰耦合，使得微光纤结构11的光输出端的功率达到最小功率值，实现了滤波功能。环形的微腔结构10能够限制微腔结构10内部的部分能量处于微腔结构10内部，另外部分能量则可以进入到微腔结构10的外部，由于吸光性薄膜12具有一定的吸光特性，通过调节吸光性薄膜12与微腔结构10之间的距离，可以调节微腔结构10的参数。示例性的，图3为微腔结构的品质因子随吸光性薄膜与微腔结构之间的距离变化图，如图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光滤波器，其特征在于，包括：微腔结构、微光纤结构、至少一层吸光性薄膜以及调节结构；所述调节结构分别与所述微腔结构、所述微光纤结构和所述吸光性薄膜连接，用于调节所述吸光性薄膜与所述微腔结构之间的距离，以及所述微光纤结构与所述微腔结构之间的距离；所述微腔结构呈环形设置，所述微光纤结构位于环形的所述微腔结构所在平面内，与所述微腔结构相对设置，并与所述微腔结构耦合，且所述微光纤结构的光输出端的功率达到最小功率值；所述吸光性薄膜沿垂直于环形的所述微腔结构所在平面的方向，与所述微腔结构相对设置，并与所述微腔结构耦合，用于根据与所述微腔结构之间的距离，调节所述光滤波器的带宽。

【技术特征摘要】
1.一种光滤波器，其特征在于，包括：微腔结构、微光纤结构、至少一层吸光性薄膜以及调节结构；所述调节结构分别与所述微腔结构、所述微光纤结构和所述吸光性薄膜连接，用于调节所述吸光性薄膜与所述微腔结构之间的距离，以及所述微光纤结构与所述微腔结构之间的距离；所述微腔结构呈环形设置，所述微光纤结构位于环形的所述微腔结构所在平面内，与所述微腔结构相对设置，并与所述微腔结构耦合，且所述微光纤结构的光输出端的功率达到最小功率值；所述吸光性薄膜沿垂直于环形的所述微腔结构所在平面的方向，与所述微腔结构相对设置，并与所述微腔结构耦合，用于根据与所述微腔结构之间的距离，调节所述光滤波器的带宽。2.根据权利要求1所述的光滤波器，其特征在于，所述吸光性薄膜包括石墨烯薄膜。3.根据权利要求1所述的光滤波器，其特征在于，所述微腔结构的品质因子的范围是[104-108]。4.根据权利要求1所述的光滤波器，其特征在于，所述微光纤结构的直径的范围为[0.5μm-2μm]。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜校顺，范会博，张巽，肖敏，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32