[发明专利]选择波长的滤光器

说明书

本发明涉及一种选择波长的滤光器，更具体地说，涉及但不专指一种可操作以便形成可控衰减度的选择波长的滤光器。

在一种当代光学系统中，采用波分多路复用(WDM)技术。这种技术能够使负担通信量的很多通道多路复用到沿一例如为光纤的导引光通路传播的辐射。每个通道具有与其相关联的用于传输与通道相关联的通信量的波长分配范围。因此，为了满足对提高在通信网络中的数据速率的未来要求，WDM技术要能不断拓宽光纤带宽。

在当代光学系统中采用WDM己提出一种对于器件的需要，这些器件可以连接到传输WDM通信量的光通路，这些器件是可操作的以便提取与特定通道对应的通信量，而不影响在其它通道中的通信量；与这些其它通道对应的辐射基本上不变地通过这些器件传输。这些器件通常称为引入-引出式(add-drop)滤光器。

在采用WDM技术和包含引入-引出式滤光器的当代光学系统中，还提出需要需重组的滤光器，即需要可重新调谐以选择不同通道的滤光器。此外，在传输通信量操作的同时还要求重组通信系统。因此，每一引入-引出式滤光器需要从第一选择的通道可重新调谐到第二选择的通道，而不通过第一通道和第二通道之间的中间通道调谐，以及不使在这些中间通道传输的通信量中断或在重新调谐的过程中受到干扰影响。

在该文献中已报道并有销售的一些常规的引入-引出式滤光器，它们能从一个通道调谐到另一个通道。这样一些引入-引出式滤光器包含连续调谐的滤光器；因此，当重组时它们可能影响在中间通道上的通信量。按很多方式提供这些滤光器，例如按照级联的制成硅平面波导的Mach-Zehnder滤光器以及以机械方式可微调谐的Fabry-Perot滤光器。5739945号美国专利介绍了一种包含以静电方式驱动的反射镜的单腔连续可调谐的滤光器。

在现有技术中公知一些可调谐的滤光器。

例如4240696号美国专利介绍了一种包含多对相邻层的滤光器，每对相邻层具有入射和出射表面。每对相邻层还包含第一介电层、第二介电层、和配置在其间并与这两层相接触的控制电极。该滤光器还包含：配置在成对各层上与每个入射和出射表面电接触的接地电极、一电压源以及一用于连接控制电极和接地电极之间电源的开关。在该滤光器中，在闭合该开关时由滤光器反射辐射并以此将电压沿相反的方向施加在第一介电层和第二介电层上。因此将成对各层的电极并联，使得各对相互之间不能独立地调谐。然而，在本发明的范围内使各对能独立地调谐是有利的。

此外，在另一个实例中，5170290号美国专利介绍了高的总透射可调谐梳状滤光器结构。这些结构包含一些适中厚度的光学材料层，这些光学材料层具有周期性的折射系数调制特性，包含多个相干耦合的弱谐振的光谐振腔。这些结构的特征在于：相对于基础的最低级的谐振腔谐振而言，光谱至少有5级，由在一个或多个光谱区出现的狭窄的中到高密度的一些反射光谱线组成，每一个光谱区特征在于：如果忽略光的色散，各谱线均匀地按波数隔开。利用这种结构形成的滤光器可以进行光电方式或机械方式调谐，在所关注的谱带内的峰值移动一个谐波次序(order)以反射或透射在频带内的任何特定波长的光辐射。在该专利中所介绍的实施例中各谐振腔不能相互独立地调谐。况且，在该发明的文本中根本没有便于各腔独立调谐的基础。

在现代系统中提供一些不连续调谐的引入-引出式滤光器的第一方案涉及多路分解和再分多路复用技术。利用这些技术能够将各引入-引出式滤光器隔离，同时当系统重组时将它们从一个通道重调到另一个通道。这些技术的应用导致与包含在系统中的引入-引出式滤光器相关联的插入损耗的增加，当传输通信量的通道数量增加时，插入损耗增加。

在现代系统中采用的包含引入-引出式滤光器的第二方案是关于引入-引出式滤光器的，包含一些可调谐的光栅，这些光栅可从两个相邻通道之间的一个适中的波长调谐到一指定的通道。这种方案形成这样一种特性，即在达到它们的选择的通道之前，在系统中的各滤光器不通过一些通道调谐。然而，该方案需要为在系统中使用的每个通道提供光栅，因此出现的一个问题是，当通道的数量增加时与系统中的引入-引出式滤光器相关联的插入损耗增加。

还存在的一个缺点是，当采用第一方案和第二方案时，引入-引出式滤光器的设计要适应特定最大数量的通道；这一最大数量是指：如果系统中使用的通道的数量增加使系统升级超过该最大数量，则必须更换这些引入-引出式滤光器。