[发明专利]新型可调谐滤波装置

说明书

技术领域

本发明涉及光通信网络的滤波技术领域，尤其是一种可调谐滤波装置。

背景技术

采用波分复用系统可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使传输容量迅速扩大几倍至上百倍，在大容量长途传输时可以节约大量的光纤和再生器，大大降低传输成本。可调谐光学滤波器是实现大容量、高速率全光网通信的关键节点器件，在下一代高速通讯系统中扮演着重要角色。在WDM光网络系统中，光学可调谐滤波器有着广泛的应用：利用可调谐滤波器可以实现光开关、增益均衡器、光学传感器、窄带宽反射镜、光分插复用器和光交叉互连器等多种光器件。

可调谐滤波器的发展主要经历了法布里波罗干涉滤波器、马赫曾德尔干涉仪滤波器、光纤布拉格光栅滤波器、声光可调谐滤波器、电光可调谐滤波器以及体全息滤波器等类型。从结构来看越来向着集成化方向发展。集成光学元件的最大优点之一是它能将常规的具有各种功能的分立光学元件集成到同一光学衬底上，并具有多个分立光学元件所构成的庞大光学系统处理光信号的同样功能。与分立光学元件相比较，集成光学元件具有体积小、结构紧凑坚固、抗干扰能力强、稳定可靠、寿命长等优点。

在光集成器件领域，由于铌酸锂晶体具有良好的声光、电光、光折变效应以及导波性能等，是一种越来越受到人们青睐的集成器件基底材料。文献(J.Hukriede，D.Kip，E.Thermal tuning of a fixed Bragg grating for IR light fabricated in a LiNbO₃:Ti channel waveguide.Appl.Phys.B 70，73-75，2000)中提到对铌酸锂基底单模波导(如图1所示)进行全息记录形成布拉格光栅。光栅的反射效率达到95％，线宽为0.09nm。通过改变温度可实现调谐滤波，但是光栅的热调谐系数相对较小，在295℃到325℃的温度范围内波长仅有0.2nm的变化，因此较小的温度变化下波长的改变不能满足密集波分复用所需要的波长范围及间隔。此种可调谐的滤波方案对实验温度要求极高、实际操作比较困难。文献(B.K.DAS，H.SUCHE，W.SOHLER.Single-frequency Ti:Er:LiNbO₃ distributed Bragg reflector waveguide laser with thermally fixed photorefractive cavity.Appl.Phys.B 73，439-442，2001)运用的双光束干涉装置，其周期干涉图样是由波前分束的子波相干叠加产生，通过旋转平台可以改变干涉光束间的夹角。但由于反射镜垂直于样品，如果角度变化范围稍大那么双光束重叠部分变小，即可用的干涉区域变小，会严重影响滤波效率。因此也只适合于范围很小的调谐。

发明内容

为了克服已有调谐滤波装置的实时性较差、不便于集成、调谐麻烦、调谐范围较小的不足，本发明提供一种实时性良好、便于集成、调谐方便、调谐范围较大的新型可调谐滤波装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种新型可调谐滤波装置，包括：制作有单模光波导的铌酸锂晶体、用以提供平行干涉光源的干涉光源系统、用以将平行干涉光源分为两束光线的分束镜、用以分别接受两束光线并将其反射后叠加到铌酸锂晶体上的两个反射镜；所述两个反射镜位于所述分束镜和铌酸锂晶体之间；

所述干涉光源系统安装在旋转平台上，所述两个反射镜可上下移动地安装在直线导轨上，所述两个反射镜的移动方向垂直于铌酸锂晶体记录平面法线的方向，所述旋转平台和两个反射镜均与驱动机构联动，所述驱动机构与用以控制旋转平台的移动角度和两个反射镜的移动距离使得两束光线在铌酸锂晶体上的叠加位置不变的控制模块连接。

优选的一种方案是：所述分束镜、两个反射镜均平行于铌酸锂晶体记录平面的法线，光束与分束镜的交点与双光束在铌酸锂晶体上的交点位置关于两个反射镜中心点的连线对称，两反射镜关于分束镜和铌酸锂晶体中点的连线对称。

进一步，所述干涉光源系统包括依次连接的激光器、光衰减器、偏振元件和扩束准直系统。

再进一步，所述激光器是532nm微腔倍频Nd:YAG激光器。这是由于铌酸锂对蓝绿光敏感，而且光折变光栅的建立不需要很大功率的激光。另外，该类型的激光器有利于实现结构紧凑、小型化的器件。

另外，所述的记录光源可以是功率直接可调，或者利用所述的光衰减器对固定输出功率激光器进行调整，以取得合适的记录光功率。