光折变长周期波导光栅滤波器制造技术

一种光折变长周期波导光栅滤波器，包括输入尾纤和输出尾纤，所述光折变长周期波导光栅滤波器还包括光折变长周期波导光栅，所述光折变长周期波导光栅包括基底，所述基底为X或Y切Z传的LiNbO3晶体，所述基底上设置包层，所述包层上设置Z向布置的单模波导，所述单模波导上制作光折变全息光栅，所述单模波导的两个端面分别与所述输入尾纤和输出尾纤连接。本实用新型专利技术简化结构、制作方便、材料重复利用率较高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及集成光学领域与光通信无源器件领域，尤其涉及光折变长周期波导光栅滤波器。
技术介绍
光栅滤波器的功能是在多波长的输入光信号中，根据需要选择出特定波长的光信号，是实现大容量、高速率全光网通信的关键节点器件，在WDM光网络系统中有着广泛的应用。基于光栅结构的光滤波器按其光栅周期可分为布拉格光栅光滤波器和长周期光栅光滤波器。布拉格光栅滤波器显带阻特性，反射的中心波长是布拉格波长，布拉格波长满足λ = 2ηΛ，η表示光纤纤芯(波导)的平均折射率，Λ为光栅周期。长周期光栅滤波器则显带通特性，将波长满足相位匹配条件的光从光纤纤芯(波导)中耦合到包层中，其余波长的光继续在光纤纤芯(波导)内传播。基于光栅结构的光滤波器按其光栅的制作方法又可分为激光直写光栅、光刻光栅、声光调制光栅、电光调制光栅和热光调制光栅。激光直写光栅滤波器利用大功率脉冲激光，在包层上直接刻出光栅；光刻光栅滤波器通过在波导上旋涂光刻胶，然后用掩膜板盖在光刻胶层之上，再用激光照射，残留的光刻胶就形成光栅。用上述两种方法制作的光栅难以擦除，因此材料不能重复利用。声光调制光栅滤波器是利用晶体的声光效应通过超声波使晶体折射率产生周期性的改变以形成布拉格光栅；电光或热光调制光栅滤波器利用晶体的电光或热光效应，通过在波导上加装电极插指或热片插指(插指的间隙就是光栅周期Λ )，然后施加电压或控制温度来制作折射率光栅。以上三种方法都需在波导上加装精细的装置，使整个制作工艺变得复杂。总之，目前的光栅滤波器存在着结构复杂、制作困难和材料重复利用率低等缺点。
技术实现思路
为了克服现有的光栅滤波器的结构复杂、制作困难和材料重复利用率低的不足，本技术提供一种简化结构、制作方便、材料重复利用率较高的光折变长周期波导光栅滤波器。为了解决上述技术问题采用的技术方案为一种光折变长周期波导光栅滤波器，包括输入尾纤和输出尾纤，所述光折变长周期波导光栅滤波器还包括光折变长周期波导光栅，所述光折变长周期波导光栅包括基底，所述基底为X切Z传的LiNbO3晶体或Y切Z传的LiNbO3晶体，所述基底上设置包层，所述包层上设置Z向布置的单模波导，所述单模波导上制作光折变全息光栅，所述单模波导的两个端面分别与所述输入尾纤和输出尾纤连接。进一步，所述单模波导的两个端面分别与所述输入尾纤和输出尾纤粘合固定连接。再进一步，所述单模波导的两个端面分别与所述输入尾纤和输出尾纤通过夹具固定连接。本技术的技术构思为用双光束干涉方法制作光折变光栅，装置和工艺简单，而且利用光折变光栅在暗条件下可保持数年的特性，方便使用且性能可靠。另外，利用铌酸锂晶体中光折变光栅可以擦除和再建立的特点，通过改变记录角度，就可以得到新的光栅周期，达到对不同波长滤波的目的，从而提高材料的重复利用率。本技术的有益效果主要体现在1、只需利用双光束干涉就可制作长周期波导光栅，不需要在铌酸锂晶体上加装电极等复杂结构，也避免了利用刻蚀等复杂的集成光学工艺制作光栅，使得制造技术简单；2、光折变光栅可以擦除和再建立，可提高材料的重复利用率。附图说明图I是本技术光折变长周期波导光栅滤波器的结构示意图。图2是本技术双光束干涉法制作光折变全息光栅示意图。图3是本技术光折变长周期波导光栅滤波器应用装置示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施方式作进一步描述。实施例I参照图I 图3，一种光折变长周期波导光栅滤波器，包括输入尾纤101和输出尾纤105，所述光折变长周期波导光栅滤波器还包括光折变长周期波导光栅，所述光折变长周期波导光栅包括基底103，所述基底103为X切Z传的LiNbO3晶体或Y切Z传的LiNbO3晶体，所述基底103上设置包层102，所述包层102上设置Z向布置的单模波导104，所述单模波导104上制作光折变全息光栅106，所述单模波导104的两个端面分别与所述输入尾纤101和输出尾纤105连接。所述单模波导104的两个端面分别与所述输入尾纤101和输出尾纤105粘合固定连接。利用有效折射率法确定单模波导104和包层102的几何尺寸、导模参数和有效折射率。根据单模波导104的有效折射率和包层的有效折射率，利用长周期波导光栅的相位匹配条件，确定对应各个滤波波长时的光栅周期，采用双光束干涉方法制作出全息光折变光栅。本实施例的，包括以下步骤步骤I铌酸锂基底单模波导的制作单模波导的参数计算和制作方法与前述一致，特别指出的是参照图1，本技术中使用的波导是以铌酸锂晶体为基底103，经过第一次扩钛形成包层102，再经第二次扩钛形成单模波导104 ;单模波导上制作的光栅106是光折变全息光栅。步骤2光折变长周期波导光栅的制作参照图2，记录激光201，优选的，可以是氩离子激光，或者532nm的倍频Nd: YAG激光，被分束镜202分成两束光，其中一束光经反射镜203反射后形成一路干涉光205入射到铌酸锂波导上。通过分束镜202之后的另一束光经过反射镜204反射之后形成另一路干涉光206也入射到铌酸锂波导上。两束光205和206在铌酸锂波导上相遇，形成干涉条纹，最后通过光折变效应形成光折变长周期波导光栅106。步骤3滤波器的制作和应用参照图1，在制作成功的光折变长周期波导光栅的两端面分别加上输入尾纤101和输出尾纤105，就制成了光折变长周期波导光栅滤波器。尾纤101和105是直接对准并粘合固定在波导上的。参照图3，波分复用信号光(其光谱如301)先耦合进输入尾纤101中，再耦合进波导；光通过长周期波导光栅后，与光栅发生谐振的波长被耦合进包层并损耗掉；其余波长率禹合出波导，进入输出尾纤105,得到输出信号光(其光谱如302)。实施例2参照图I 图3，本实施例与实施例I的不同之处在于在制作成功的光折变长周期波导光栅的两端面分别加上输入尾纤101和输出尾纤105，就制成了光折变长周期波导光栅滤波器。输入尾纤101和输出尾纤105是通过夹具固定后、直接对准紧贴在波导端面上。本实施例的其他结构和实现方式与实施例I完全相同。权利要求1.一种光折变长周期波导光栅滤波器，包括输入尾纤和输出尾纤，其特征在于所述光折变长周期波导光栅滤波器还包括光折变长周期波导光栅，所述光折变长周期波导光栅包括基底，所述基底为X切Z传的LiNbO3晶体或Y切Z传的LiNbO3晶体，所述基底上设置包层，所述包层上设置Z向布置的单模波导，所述单模波导上制作光折变全息光栅，所述单模波导的两个端面分别与所述输入尾纤和输出尾纤连接。2.如权利要求I所述的光折变长周期波导光栅滤波器，其特征在于所述单模波导的两个端面分别与所述输入尾纤和输出尾纤粘合固定连接。3.如权利要求I所述的光折变长周期波导光栅滤波器，其特征在于所述单模波导的两个端面分别与所述输入尾纤和输出尾纤通过夹具固定连接。专利摘要一种光折变长周期波导光栅滤波器，包括输入尾纤和输出尾纤，所述光折变长周期波导光栅滤波器还包括光折变长周期波导光栅，所述光折变长周期波导光栅包括基底，所述基底为X或Y切Z传的LiNbO3晶体，所述基底上设置包层，所述包层上设置Z向布置的单模波导，所述单模波导上制作光折变全息光栅，所述单模波导的两个端面分别与所述输入尾纤和输出尾纤连接。本技术简化结构、制作方便、材料重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光折变长周期波导光栅滤波器，包括输入尾纤和输出尾纤，其特征在于：所述光折变长周期波导光栅滤波器还包括光折变长周期波导光栅，所述光折变长周期波导光栅包括基底，所述基底为X切Z传的LiNbO3晶体或Y切Z传的LiNbO3晶体，所述基底上设置包层，所述包层上设置Z向布置的单模波导，所述单模波导上制作光折变全息光栅，所述单模波导的两个端面分别与所述输入尾纤和输出尾纤连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张明，陈刘伟，王东旭，乐孜纯，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：实用新型
国别省市：