[发明专利]一种光学全通滤波器及微波光子滤波器与移相器

摘要

本发明公开了一种光学全通滤波器，包括第一光学耦合器、第二光学耦合器、第一耦合光栅、第二耦合光栅、第一、第二、第三、第四光学相移器和微环。本发明利用微环的频率响应特性，将两路幅度，相位可调的信号分别从微环两个不同端口送入微环，并在微环2端口干涉合束输出。本发明通过改变微环耦合状态实现不同的系统相位响应频谱宽度，通过对两路信号的幅度和相位调节，实现系统幅度响应为与频率无关的常数，从而实现光学全通滤波器。在该光学全通滤波器的基础上，本发明公开了一种高Q值，超高抑制比的微波光子滤波器和一种工作频率范围大，且在工作范围内幅度响应无凹陷的微波光子移相器。

主权项

1.一种光学全通滤波器，其特征在于，包括第一光学耦合器(2)、第二光学耦合器(4)、第一光学相移器(3)、第二光学相移器(5)、第三光学相移器(6)和微环(8)；其中：所述第一光学耦合器采用1×2分光器，第二光学耦合器采用2×2多模干涉耦合器；所述第一光学耦合器输出端上臂通过波导与第二光学耦合器的输入端上臂相连，其输出端下臂通过波导与第二光学耦合器的输入端下臂相连，连接两下臂的波导设有第一光学相移器(3)，用于改变该波导传输信号相位；所述微环有四个端口，分别是第一端口(10)，第二端口(11)，第三端口(12)和第四端口(13)；所述第二光学耦合器输出端上臂通过波导与微环第一端口(10)相连，该波导设计为弯曲状以保持与下臂波导长度相同，并设有第二光学相移器(5)，用于改变波导传输信号相位；所述第二光学耦合器输出端下臂通过波导与微环第三端口(12)相连，波导长度与上臂波导相同，该波导设有第三光学相移器(6)，用于改变波导传输信号相位，从而使从两个端口进入微环的信号保持相位相同；所述第一光学耦合器的输入端作为光学全通滤波器的输入端；所述微环第二端口作为光学全通滤波器的输出端；工作中，第一光学耦合器和第二光学耦合器输入端与第一光学相移器一起构成了MZI，马赫‑曾德尔干涉仪结构；通过第一光学相移器调节通过该波导的信号相位，并经过所述MZI结构干涉实现幅度调控，从而改变微环第一端口(10)与第三端口(12)两路输入信号的分光比；通过第二、第三光学相移器(5、6)调节第一端口输入信号和第二端口输入信号相位差，使微环第一端口与第三端口输入信号的相位相同；经过幅度、相位调控后的两路信号分别从微环第一端口与第三端口进入微环，所述两路光信号在微环的第二端口(11)干涉输出，进而得到幅度响应为常数，相位响应在微环谐振频率附近存在2π相移的光学全通滤波器；通过改变所述微环与其上下两个直波导间的间距，实现耦合间距的调整，从而得到所需的相位滤波频谱宽度。