[发明专利]基于微环谐振腔的选频滤波器

说明书

技术领域

本发明属于光信息技术领域，具体涉及一种基于微环谐振腔的选频滤波器。

背景技术

随着通信技术地高速发展，微环谐振滤波器受到技术人员的广泛关注和研究，在光通信技术领域中具有越来越重要的作用。微环谐振腔的半径很小(微米级别)，与光波长大小差不多，因此，其具有很高的可集成性。光在谐振腔内反复循环后从该结构的直通端(through)和下路端(drop)输出：当光波与谐振腔达到相位匹配时，光才能从系统的下路端输出，此时的光波波长便是谐振腔系统的谐振波长。而非谐振波长的光将从该结构的直通端输出，因此在直通端可以得到凹陷的传输曲线，从而实现了微环谐振腔的选频滤波功能；并且微环谐振腔波长选择具有很高的高灵敏度：即谐振腔有效折射率的微小变化就能引起输出波长的变化。

然而，现有可调谐滤波器都存在各自的一些缺点，例如，AWG可调谐滤波器的调谐速度慢；声光可调谐滤波器的滤波带宽大、功耗高、结构复杂；等等。

发明内容

本发明提供了一种基于微环谐振腔的选频滤波器。本发明选频滤波器具有体积小、易于光纤系统集成、灵敏度高，调谐速度快等优点，特别适于光通信系统技术中的应用。

本发明采取以下技术方案：基于微环谐振腔的选频滤波器，包括第一电源(1)、第二电源(6)、第一主波导BW1(7)、第二主波导BW2(2)、第一光纤耦合器C₁(8)、第二光纤耦合器C₂(3)、第一KDP调制器(4)、第二KDP调制器(5)和微环谐振腔(9)；微环谐振腔(9)通过第一光纤耦合器C₁(8)和第一主波导BW1(7)相联，其中，Input端是该选频滤波器的信号输入端，Through端是该选频滤波器的其中一个信号输出端——直通端。微环谐振腔(9)还通过第二光纤耦合器C₂(3)和第二主波导BW2(2)相联，其中，Drop端是该选频滤波器的另一个信号输出端——下路端。在微环谐振腔(9)的一侧(两个光纤耦合器C₁和C₂之间)联接第一KDP调制器(4)，另一侧(两个光纤耦合器C₁和C₂之间)联接第二KDP调制器(5)，两个调制器上都接通电源，即第一KDP调制器(4)接通第一电源(1)，第二KDP调制器(5)接通第二电源(6)。

光波从第一主波导BW1的Input端输入，部分光经耦合器C₁耦合进入微环，满足谐振条件的光再经过耦合器C₂耦合，再由第二主波导BW2的左端——下路端输出，而非谐振波长的光则由第一主波导BW1的右端——直通端输出，从而实现了该微环谐振腔结构的选频滤波功能。

优选的，该选频滤波器的2个光纤耦合器的交叉耦合系数均为0.3。

优选的，该选频滤波器的输入是连续波信号。

本发明的特点是在微环谐振腔中增加了两个KDP调制器。KDP调制器是由KDP电光晶体构成，其工作原理是基于电光效应：在外加直流电场或低频电场的作用下，介质的折射率发生与外加电场呈线性关系的变化，使通过波导的光的相位也随之变化。

本发明利用FDP调制器来实现基于微环谐振腔的选频滤波功能。当接通电源时，由于KDP调制器的作用，微环谐振腔的有效折射率发生变化，引起微环中传输的光的相位变化，最终将会导致微环谐振腔的谐振波长的变化。微环谐振腔波长选择具有很高的灵敏度：即谐振腔有效折射率的微小变化就能引起输出波长的变化。适当调节电压大小，可以实现任意谐振波长的输出。

本发明选频滤波器具有体积小、易于光纤系统集成、灵敏度高、调谐速度快等优点，特别适于光通信系统技术中的应用。

附图说明

图1为基于微环谐振腔的选频滤波器的结构示意图。

图1中，A₁表示输入光场，a_d表示下路端透射光场，a_t表示直通端透射光场。

图2为没有外加电压情况下的系统两个输出端的输出曲线。

图2中，T_d表示下路端透射率，T_t表示直通端透射率。

图3为两个外加电压均为2V情况下的系统两个输出端的输出曲线。

图3中，T_d表示下路端透射率，T_t表示直通端透射率。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作详细说明。