[发明专利]一种硅基多功能可重构光滤波器

说明书

本发明公开一种硅基多功能可重构光滤波器，包括：第一直波导、第二直波导以及多个微环，第一直波导和第二直波导将多个微环并联连接；微环与两个直波导间发生光场耦合，多个微环彼此间不发生光场耦合，且多个微环等间距分布，多个微环与两个直波导构成的光滤波器包括多个谐振峰；通过控制微环的间距，使得对于相邻谐振峰波长的光场在相邻两个微环间直波导中传输引入的相位分别为π的奇数倍和偶数倍，对相邻谐振波长的光场产生了不同强度的谐振，从而使光滤波器具有不同的滤波特性。本发明用同种滤波器结构实现了具有不同滤波特性的滤波功能，同时还能保证滤波器中心波长和带宽可调。

技术领域

本发明属于光纤通信和集成光子学技术领域，更具体地，涉及一种硅基多功能可重构光滤波器。

背景技术

随着大数据时代的到来，通信系统正朝着超高速、低成本、大容量的方向发展，光通信已经成为现代信息传输最重要的方式之一。滤波技术对充分利用光网络的波长资源，保护网络系统中通道最大限度的畅通无阻起着重要作用。

按照滤波器的选频作用可将其分为带通滤波器和带阻滤波器两种，带通滤波器是可以得到某些特定频率的信号，带阻滤波器是消除某些特定频率的信号。带通滤波器主要用于密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM)的局域网中作为波长选择、分配、分集、路由和用户收发多路器等，箱型滤波器属于带通滤波器。陷波滤波器是一种特殊的带阻滤波器，其阻带极窄，主要用于滤除系统中不必要的高幅度干扰信号，可以有效消除噪声带来的影响。

虽然传统的光滤波器某些指标上已经达到较高的水准，但是基本上都只能实现单一的滤波功能，难以满足日益发展的通信系统的需要，而且体积大，不利于集成。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于解决传统的光滤波器基本上都只能实现单一的滤波功能，难以满足日益发展的通信系统的需要，而且体积大，不利于集成的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种硅基多功能可重构光滤波器，包括：第一直波导、第二直波导以及多个微环，第一直波导和第二直波导将多个微环并联连接；

微环与两个直波导间发生光场耦合，多个微环彼此间不发生光场耦合，且多个微环等间距分布，多个微环与两个直波导构成的光滤波器包括多个谐振峰；通过控制微环的间距，使得对于相邻谐振峰波长的光场在相邻两个微环间直波导中传输引入的相位分别为π的奇数倍和偶数倍，对相邻谐振波长的光场分别产生了谐振减弱和谐振增强效果，从而使光滤波器具有不同的滤波特性。

需要说明的是，本发明提及的“可重构”指的是可调谐，表示滤波器的带宽和中心波长可调。

可选地，多个微环的尺寸相同。

可选地，保证微环与微环间不发生耦合的情况下，多个微环的间距L满足：

其中m为自然数，R为微环半径，此时第一直波导和第二直波导针对相邻谐振峰波长的光场所引入的相位分别为π的奇数倍和偶数倍，因此会对相邻谐振峰波长的光场分别产生谐振减弱和谐振加强作用。

可选地，第一直波导的一端为第一输出端，第二直波导的一端为第二输出端，根据不同需要，通过调控微环的温度使光滤波器的第一输出端具有窄带宽箱型滤波功能、带通滤波功能或窄带宽陷波滤波功能，使光滤波器的第二输出端具有陷波滤波功能。

可选地，微环半径R满足：2um≤R≤300um，半径过小弯曲损耗大；半径过大，谐振峰之间波长间隔小，作为光滤波器时，会滤出多个波长，不易区分。