一种光学全通滤波器及微波光子滤波器与移相器制造技术

本发明专利技术公开了一种光学全通滤波器，包括第一光学耦合器、第二光学耦合器、第一耦合光栅、第二耦合光栅、第一、第二、第三、第四光学相移器和微环。本发明专利技术利用微环的频率响应特性，将两路幅度，相位可调的信号分别从微环两个不同端口送入微环，并在微环2端口干涉合束输出。本发明专利技术通过改变微环耦合状态实现不同的系统相位响应频谱宽度，通过对两路信号的幅度和相位调节，实现系统幅度响应为与频率无关的常数，从而实现光学全通滤波器。在该光学全通滤波器的基础上，本发明专利技术公开了一种高Q值，超高抑制比的微波光子滤波器和一种工作频率范围大，且在工作范围内幅度响应无凹陷的微波光子移相器。

【技术实现步骤摘要】
一种光学全通滤波器及微波光子滤波器与移相器
本专利技术属于光学滤波器和微波光子
，涉及一种集成光学全通滤波器，并在该光学全通滤波器的基础上实现了微波光子滤波器和微波光子移相器。
技术介绍
光学全通滤波器是幅度响应为常数、相位响应随频率变化的相位滤波器。通过对相位进行相应的设计，可以用来构造光延迟线、色散补偿器等，是全光信号处理系统中的重要器件。光学全通滤波器通常有两种结构:Gires-Tournois腔和微环结构。其中Gires-Tournois腔配合环形器就可以实现光学全通滤波器的功能，但这种结构体积大，结构复杂。微环体积小，与半导体工艺兼容，可以利用各种光学效应，如热光效应、电光效应等实现调节，具有与生俱来的可集成优势，被广泛应用于制造集成的光学滤波器。当波导损耗忽略不计时，微环的幅度响应恒为1，可以看作理想的全通滤波器。通过多个全通微环级联可以得到近似于任意要求的相位响应，进而改善滤波器的性能。但波导损耗在实际的器件制作中是不可避免的，并且微环的谐振特性使级联微环结构的全通滤波器对损耗极为敏感，使得其幅度响应不能在整个频谱范围内恒为常数，存在一个凹陷滤波形状，因此对简单级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学全通滤波器，其特征在于，包括第一光学耦合器(2)、第二光学耦合器(4)、第一光学相移器(3)、第二光学相移器(5)、第三光学相移器(6)和微环(8)；其中：所述第一光学耦合器采用1×2分光器(可以但不限于是多模干涉耦合器或Y分支耦合器)，第二光学耦合器可以采用但不限于2×2多模干涉耦合器；所述第一光学耦合器输出端上臂通过波导与第二光学耦合器的输入端上臂相连，其输出端下臂通过波导与第二光学耦合器的输入端下臂相连，连接两下臂的波导设有第一光学相移器(3)，用于改变该波导传输信号相位；所述微环有四个端口，分别是第一端口(10)，第二端口(11)，第三端口(12)和第四端口(13)；所述第二光...

【技术特征摘要】
1.一种光学全通滤波器，其特征在于，包括第一光学耦合器(2)、第二光学耦合器(4)、第一光学相移器(3)、第二光学相移器(5)、第三光学相移器(6)和微环(8)；其中：所述第一光学耦合器采用1×2分光器(可以但不限于是多模干涉耦合器或Y分支耦合器)，第二光学耦合器可以采用但不限于2×2多模干涉耦合器；所述第一光学耦合器输出端上臂通过波导与第二光学耦合器的输入端上臂相连，其输出端下臂通过波导与第二光学耦合器的输入端下臂相连，连接两下臂的波导设有第一光学相移器(3)，用于改变该波导传输信号相位；所述微环有四个端口，分别是第一端口(10)，第二端口(11)，第三端口(12)和第四端口(13)；所述第二光学耦合器输出端上臂通过波导与微环第一端口(10)相连，该波导设计为弯曲状以保持与下臂波导长度相同，并设有第二光学相移器(5)，用于改变波导传输信号相位；所述第二光学耦合器输出端下臂通过波导与微环第三端口(12)相连，波导长度与上臂波导相同，从而使从两个端口进入微环的信号保持相位相同；该波导设有第三光学相移器(6)，用于改变波导传输信号相位；所述第一光学耦合器的输入端相连，作为光学全通滤波器的输入端；所述微环第二端口作为光学全通滤波器的输出端；工作中，第一光学耦合器和第二光学耦合器输入端与第一光学相移器一起构成了MZI(Mach-Zehnderinterferometer,马赫曾德尔干涉仪)结构；通过第一光学相移器调节通过该波导的信号相位，并经过所述MZI结构干涉实现幅度调控，从而改变微环第一端口(10)与第三端口(12)两路输入信号的分光比；通过第二、第三光学相移器(5、6)调节第一端口输入信号和第二端口输入信号相位差，使微环第一端口与第三端口输入信号的相位相同；经过幅度、相位调控后的两路信号分别从微环第一端口与第三端口进入微环，所述两路光信号在微环的第二端口(11)干涉输出，进而得到幅度响应为常数，相位响应在微环谐振频率附近存在2π相移的光学全通滤波器；通过改变所述微环与其上下两个直波导间的间距，实现耦合间距的调整，从而得到所需的相位滤波频谱宽度。2.如权利要求1所述的光学全通滤波器，其特征在于，所述第一光学相移器(3)、第二光学相移器(5)、第三光学相移器(6)和第四光学相移器(7)采用加热电极、PN结或光力结构等来实现。3.如权利要求1所述的光学全通滤波器，其特征在于，还包括第一耦合光栅(1)和第二耦合光栅(9)；所述第一耦合光栅作为输入端与第一光学耦合器的输入端相连，作为光学全通滤波器的输入端；所述第二耦合光栅与微环第二端口相连，作为光学全通滤波器的输出端。4.如权利要求1所述的光学全通滤波器，其特征在于，所述滤波器可以采用但不局限于以下材料体系：SOI基、有机聚合物、氮化硅、氮氧化硅、氧化硅和二氧化硅等；所述滤波器可以采用但不局限于以下波导结构：条波导、脊波导、狭缝波导和表面等离子体波导等。5.一种基于权利要求1所述光学全通滤波器的微波光子带陷滤波器，其特征在于，还包括激光器、第一偏振控制器、调制器、第二偏振控制器以及光电探测器；其中：所述激光器用于发射连续光作为光载波；所述第一偏振控制器与激光器相连，用于调节光载波偏振态；所述调制器载波输入端与第一偏振控制器相连；所述第二偏振控制器与调制器输出端相连，用于调节经调制器调制后信号的偏振态；所述光学全通滤波器输入端与第二偏振控制器输出端相连；所述光电探测器与光学全通滤波输出端相连，用于将输出光信号转换为电信号；所述调制器为强度调制器，用于对经过偏振态调整后的光载波进行调制，其产生幅...

【专利技术属性】
技术研发人员：于源，刘小龙，张新亮，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42