一种具有超大自由光谱范围的法布里-珀罗光学滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种具有超大自由光谱范围的法布里

【技术实现步骤摘要】
一种具有超大自由光谱范围的法布里
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珀罗光学滤波器


[0001]本专利技术属于光通信领域的一种光学滤波器，具体涉及一种具有超大自由光谱范围(Free Spectral Range,FSR)的法布里
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珀罗(Fabry
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Perot,FP)光学滤波器。

技术介绍

[0002]随着广播电视网和互联网的逐渐发展和融合，数据业务对带宽的需求日益增长。在现在光通信系统中，光纤到户(Fiber To The Home，FTTH)是一种直接把光纤接到用户家中的传输方法，解决的是“最后一公里”的信息传输。密集波分复用器(DWDM)是无源光网络方式FTTH的一个核心器件，有着超大容量，超长距离传输，对数据的“透明”传输、平滑扩容，节约光纤资源，可组成全光网络的优点。其主要功能是将不同波长的光信号复用到同一根光纤中进行传送。
[0003]基于布拉格光栅的FP腔光学滤波器具有灵活的波长选择、高消光比、平顶滤波特性、低附加损耗和超宽的自由光谱范围等优点，是在绝缘体上硅做光滤波器的较好选择。但目前的在各个平台上的FP光腔滤波器具有较小FSR，较低消光比和较高损耗的问题，这样的FP光腔滤波器显然无法实现DWDM系统。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提出了一种具有超大FSR的FP光学滤波器，是具有低损耗、高边模抑制比，高稳定性且超大FSR的高性能光滤波器。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种具有超大自由光谱范围的法布里
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珀罗光学滤波器包括模式解复用器、滤波单元和直通波导；模式解复用器经滤波单元后与直通波导相连。
[0007]所述模式解复用器包括输入连接波导、模式复用器、第一连接波导和传输波导，输入连接波导的一端与传输波导的一端均与模式复用器的一端相连，输入连接波导的另一端作为光学滤波器的输入端，传输波导的另一端组作为光学滤波器的下载端，模式复用器的另一端经第一连接波导后与滤波单元相连。
[0008]所述第一连接波导为锥形波导。
[0009]所述滤波单元由多个多模波导光栅依次相连组成。
[0010]所述直通波导由第二连接波导和下载波导相连组成，第二连接波导与滤波单元相连，下载波导作为光学滤波器的输出端。
[0011]所述第二连接波导为锥形波导。
[0012]所述滤波单元由2个多模波导光栅依次相连组成，2个多模波导光栅的结构相同或者不同。
[0013]所述滤波单元由3个多模波导光栅依次相连组成，两侧的多模波导光栅结构相同，使得滤波单元关于中心对称。
[0014]本专利技术基于由横向振幅切趾的多模波导光栅组成的FP腔，具有容差大，带宽可调
节，超大FSR，可以实现各种不同带宽，不同通道数需求的滤波器的优点；通过横向调节光栅齿深实现切趾，降低了相邻通道间的串扰，在各种材料平台(如：绝缘体上硅，氮化硅，铌酸锂平台)上实现了大FSR小带宽的抑制比的多模光栅滤波器，大大提高了该光栅滤波器的性能，为各种材料平台提供了核心无源器件——滤波器。
[0015]本专利技术的有益效果如下：
[0016]本专利技术通过引入多模波导光栅和模式复用/解复用器，利用模式转换的方法实现了上传和下载的功能。
[0017]本专利技术采用两个布拉格反射式结构组成的FP腔，采用了宽波导结构降低加工灵敏度，提高了器件鲁棒性，引入多模实现了上传和下载结构，且具有灵活的波长选择性、3dB带宽可调节、稳定性好、体积小、低附加损耗和超宽的自由光谱范围等优点，易于满足各类光通信应用需求。
[0018]本专利技术采用三个布拉格反射式结构组成的级联FP腔，同样采用了宽波导结构降低加工灵敏度，提高了器件鲁棒性，引入多模实现了上传和下载结构，且具有灵活的波长选择性、3dB带宽可调节，实现了平顶滤波的功能、稳定性好、体积小、低附加损耗和超宽的自由光谱范围等优点，易于满足各类光通信应用需求。
[0019]本专利技术采用三个布拉格反射式结构组成的级联FP腔，可以级联构成DWDM系统，也可以组成光计算阵列，且这样构成的DWDM系统和光计算阵列，通道间隔均匀，通道数量密集。
[0020]本专利技术可以用平面集成光波导工艺制作，只需要一次刻蚀完成，工艺简便，成本低，性能高，损耗小，体积小，稳定性好具有很大的生产化潜力。
[0021]综合来说，本专利技术在各种材料平台(如：绝缘体上硅，氮化硅，铌酸锂平台)上获得了一个工艺容差大，易于加工，结构简单、3dB带宽可调节、低损耗、体积小，消光比大，边带抑制比大和超大FSR的光学滤波器。根据具体通信协议需求，可以实现不同带宽，不同通道数的光滤波器。
附图说明
[0022]图1是具有超大FSR的FP腔绝缘体上硅光学滤波器的整体结构示意图。
[0023]图2是FP腔光学滤波器的工作原理示意图。
[0024]图3是级联FP腔多通道绝缘体上硅光学滤波器的整体结构示意图。
[0025]图4是FP腔光学滤波器的工作原理示意图。
[0026]图5是本专利技术本专利技术实施例1采用多模波导光栅组成的FP腔的仿真效果示意图。
[0027]图6是本专利技术本专利技术实施例1采用多模波导光栅组成的级联FP腔的仿真效果示意图。
[0028]图中：模式解复用器1，滤波单元2，直通波导3，输入连接波导n01，模式复用器n02，第一连接波导n03，传输波导n04，第二连接波导n05，下载波导n06。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0030]如图1、图2、图3和图4所示，本专利技术包括模式解复用器1、滤波单元2和直通波导3；
模式解复用器1经滤波单元2后与直通波导3相连。
[0031]模式解复用器1包括输入连接波导n01、模式复用器n02、第一连接波导n03和传输波导n04，输入连接波导n01的一端与传输波导n04的一端均与模式复用器n02的一端相连，输入连接波导n01的另一端作为光学滤波器的输入端，传输波导n04的另一端组作为光学滤波器的下载端，模式复用器n02的另一端经第一连接波导n03后与滤波单元2的多模波导光栅相连。第一连接波导n03为锥形波导。
[0032]模式解复用器1中的模式复用工作区n02，用于实现TE1模式向TE0的模式转换，可以但不限于由不对称定向耦合波导、绝热演化波导、光栅辅助耦合波导构成。
[0033]滤波单元2由多个多模波导光栅依次相连组成。
[0034]直通波导3由第二连接波导n05和下载波导n06相连组成，第二连接波导n05与滤波单元2的多模波导光栅相连，下载波导n06作为光学滤波器的输出端。第二连接波导n05为锥形波导。
[0035]下面说明本专利技术作为种具有超大FSR的FP腔多通道绝缘体上硅光学滤波器的工作过程：
[0036]本专利技术的工作原理如图2所示，携带信息的光信号从输入端输入。各个波长的光波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有超大自由光谱范围的法布里
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珀罗光学滤波器，其特征在于，包括模式解复用器(1)、滤波单元(2)和直通波导(3)；模式解复用器(1)经滤波单元(2)后与直通波导(3)相连。2.根据权利要求1所述的一种具有超大自由光谱范围的法布里
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珀罗光学滤波器，其特征在于，所述模式解复用器(1)包括输入连接波导(n01)、模式复用器(n02)、第一连接波导(n03)和传输波导(n04)，输入连接波导(n01)的一端与传输波导(n04)的一端均与模式复用器(n02)的一端相连，输入连接波导(n01)的另一端作为光学滤波器的输入端，传输波导(n04)的另一端组作为光学滤波器的下载端，模式复用器(n02)的另一端经第一连接波导(n03)后与滤波单元(2)相连。3.根据权利要求2所述的一种具有超大自由光谱范围的法布里
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珀罗光学滤波器，其特征在于，所述第一连接波导(n03)为锥形波导。4.根据权利要求1所述的一种具有超大自由光谱范围的法布里
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴道锌，朱明愚，刘大建，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：