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基于馬赫-曾德爾電光調(diào)制器的頻率可調(diào)濾波器的制造方法

文檔序號:2704616閱讀:514來源:國知局
基于馬赫-曾德爾電光調(diào)制器的頻率可調(diào)濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于馬赫-曾德爾電光調(diào)制器的頻率可調(diào)濾波器,它包括環(huán)腔、第一主波導(dǎo)、第二主波導(dǎo)、第一耦合器及第二耦合器,環(huán)腔通過第一耦合器與第一主波導(dǎo)相聯(lián),第一主波導(dǎo)的Input端是濾波器的信號上路端,第一主波導(dǎo)的Through端是所述選頻濾波器的第一信號輸出直通端;環(huán)腔通過第二耦合器與第二主波導(dǎo)相聯(lián),第二主波導(dǎo)的Drop端是濾波器的第二信號輸出下路端;環(huán)腔兩側(cè)各有一個(gè)Mach-Zehnder電光調(diào)制器,Mach-Zehnder電光調(diào)制器都接到電源的陽極,兩個(gè)Mach-Zehnder電光調(diào)制器陰極共地。本發(fā)明具有體積小、易于系統(tǒng)集成、靈敏度高,調(diào)諧速度快等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】基于馬赫-曾德爾電光調(diào)制器的頻率可調(diào)濾波器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光信息【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種基于馬赫-曾德爾(Mach-Zehnder)電光調(diào)制器的頻率可調(diào)濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著通信技術(shù)地高速發(fā)展,可集成光器件在光通信【技術(shù)領(lǐng)域】中具有越來越重要的作用。而隨著密集波分復(fù)用(DWDM)光通信技術(shù)的迅速發(fā)展,各種波分復(fù)用器光放大器如光柵、多層介質(zhì)濾波器、微型諧振腔光學(xué)頻率梳都已經(jīng)被研制出來并投入使用。而近年來,由于傳統(tǒng)的濾波器波長是固定的,并且不便于集成,頻率可調(diào)的Mach-Zehnder電光調(diào)制器的濾波器不能比擬的優(yōu)勢,而成為了當(dāng)今微型濾波器的熱點(diǎn)。基于Mach-Zehnder電光調(diào)制器頻率可調(diào)的濾波器不僅在理論上可以對任意波長信號進(jìn)行濾波,而且還具有低噪聲等優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供了一種基于Mach-Zehnder電光調(diào)制器的頻率可調(diào)濾波器。
[0004]為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案:
本發(fā)明包括環(huán)腔、第一主波導(dǎo)、第二主波導(dǎo)、第一耦合器及第二耦合器,環(huán)腔通過第一耦合器與第一主波導(dǎo)相聯(lián),其中,第一主波導(dǎo)的Input端是頻率可調(diào)濾波器的信號輸入端,第一主波導(dǎo)的Through端是頻率可調(diào)濾波器的第一信號輸出端;環(huán)腔通過第二耦合器與第二主波導(dǎo)相聯(lián),其中,第二主波導(dǎo)的Drop端是頻率可調(diào)濾波器的第二信號輸出端;環(huán)腔一側(cè)于第一稱合器和第二稱合器之間聯(lián)接第一 Mach-Zehnder電光調(diào)制器,另一側(cè)于第一率禹合器和第二I禹合器之間聯(lián)接第二 Mach-Zehnder電光調(diào)制器,第一 Mach-Zehnder電光調(diào)制器、第二Mach-Zehnder電光調(diào)制器都接到電源的陽極,兩個(gè)Mach-Zehnder電光調(diào)制器共有陰極并接地。
[0005]所述第一耦合器(8)、第二耦合器(3)的交叉耦合系數(shù)均為0.3。
[0006]所述信號輸入端的輸入是連續(xù)信號。
[0007]本發(fā)明的特點(diǎn)是在環(huán)腔中增加了兩個(gè)Mach-Zehnder電光調(diào)制器。Mach-Zehnder電光調(diào)制器是由Mach-Zehnder電光電光晶體構(gòu)成,其工作原理是基于電光效應(yīng):在外加直流電場或低頻電場的作用下,介質(zhì)的折射率發(fā)生與外加電場呈線性關(guān)系的變化,使通過波導(dǎo)的光的相位也隨之變化。
[0008]本發(fā)明利用Mach-Zehnder調(diào)制器來實(shí)現(xiàn)基于環(huán)腔的選頻濾波功能。當(dāng)接通電源時(shí),由于Mach-Zehnder電光調(diào)制器的作用,環(huán)腔的有效折射率發(fā)生變化,引起微環(huán)中傳輸?shù)墓獾南辔蛔兓?,最終將會導(dǎo)致環(huán)腔的諧振波長的變化。環(huán)腔波長選擇具有很高的靈敏度:即諧振腔有效折射率的微小變化就能引起輸出波長的變化。適當(dāng)調(diào)節(jié)電壓大小,可以實(shí)現(xiàn)任意諧振波長的輸出。[0009]本發(fā)明選頻濾波器具有體積小、易于系統(tǒng)集成、靈敏度高,調(diào)諧速度快等優(yōu)點(diǎn),特別適于光通信系統(tǒng)技術(shù)中的應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1頻率可調(diào)的Mach-Zehnder電光調(diào)制器的濾波器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為諧振波長1560nm附近電壓隨諧振波長的變化關(guān)系圖。
[0012]圖3為電壓為0.1V時(shí),兩輸出端口輸出波長與透射系數(shù)關(guān)系圖。T1d表示下路端透射率,Tt表示直通端透射率。
[0013]圖4為電壓為0.3V時(shí),兩輸出端口輸出波長與透射系數(shù)關(guān)系圖。T1d表示下路端透射率,Tt表示直通端透射率。
【具體實(shí)施方式】
[0014]基于環(huán)腔具有光學(xué)選頻濾波功能,并且已經(jīng)被應(yīng)用于設(shè)計(jì)各種濾波器,包括全通濾波器,上/下路濾波器,帶通濾波器和陷波濾波器等等。比較其它濾波器,將環(huán)腔側(cè)耦合到信號波導(dǎo)上可以提供具有緊湊窄帶和較大自由頻譜范圍的光通道衰減濾波器。并且通過級聯(lián)多個(gè)相互耦合的微環(huán)可以提高濾波器性能,實(shí)現(xiàn)具有改良的通頻帶特點(diǎn)的高階濾波器。另外基于環(huán)腔的全通濾波器有很大的競爭優(yōu)勢,它集環(huán)腔的各種優(yōu)點(diǎn)于一身,并可以利用它來處理信號,在不引入任何幅度失真的前提下改變信號的相位特性;而且環(huán)腔的體積小,可以大規(guī)模集成光路。本發(fā)明提供了基于電光晶體調(diào)制器的環(huán)腔并且頻率可調(diào)濾波器。
[0015]如圖1所示,本實(shí)施例采取以下技術(shù)方案:基于電光晶體調(diào)制器的環(huán)腔頻率可調(diào)濾波器,包括第一電源1、第二電源5、第一主波導(dǎo)BWl 9、第二主波導(dǎo)BW2 2、第一稱合器C1
8、第二f禹合器C2 3、第一 Mach-Zehnder電光調(diào)制器11、第二 Mach-Zehnder電光調(diào)制器6和環(huán)腔10 ;環(huán)腔10通過第一耦合器C1 8和第一主波導(dǎo)BWl 9相聯(lián),其中,Input端是該選
頻濾波器的信號輸入端,Through端是該選頻濾波器的其中一個(gè)信號輸出端-直通端。
環(huán)腔10還通過第二耦合器C2 3和第二主波導(dǎo)BW2 2相聯(lián),其中,Drop端是該選頻濾波器的另一個(gè)信號輸出端——下路端。在環(huán)腔9的一側(cè)(兩個(gè)耦合器C1和C2之間)聯(lián)接第一Mach-Zehnder電光調(diào)制器11,另一側(cè)(兩個(gè)稱合器C1和C2之間)聯(lián)接第二 Mach-Zehnder電光調(diào)制器6,第一Mach-Zehnder電光調(diào)制器11、第二 Mach-Zehnder電光調(diào)制器6都接到電源的陽極,兩個(gè)Mach-Zehnder電光調(diào)制器共有陰極并接地7。
[0016]光波從第一主波導(dǎo)BWl的Input端輸入,部分光經(jīng)稱合器C1稱合進(jìn)入環(huán),滿足諧
振條件=2.3 O的光再經(jīng)過耦合器C2耦合,再由第二主波導(dǎo)BW2的左
端-下路端輸出,而非諧振波長的光則由第一主波導(dǎo)BWl的右端-直通端輸出,從而實(shí)
現(xiàn)了該環(huán)腔結(jié)構(gòu)的選頻濾波功能。調(diào)節(jié)電源電壓,在Mach-Zehnder電光調(diào)制器的作用下,選頻濾波器的輸出諧振波長會發(fā)生相應(yīng)的偏移。
[0017]本實(shí)施例中選頻濾波器的2個(gè)耦合器的交叉耦合系數(shù)均為0.3。選頻濾波器的輸入是連續(xù)波信號。
[0018]如圖2所不,為諧振波長與輸入電壓關(guān)系。如圖3所不,U=0.1V時(shí),系統(tǒng)直通端和下路端的透射率。如圖4所示,U=0.3V時(shí),系統(tǒng)直通端和下路端的透射率。由圖2以及對比圖3和圖4,可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)輸入電壓變化時(shí),系統(tǒng)的輸出諧振波長發(fā)生偏移。說明可以通過調(diào)節(jié)輸入電壓的大小來控制輸出波長。
[0019]本發(fā)明選頻濾波器的選頻濾波過程:
1、對所需的光信號波長或頻率,選擇合適帶寬的信號源。
[0020]2、調(diào)整電源電壓大小,得到所需的諧振波長。
[0021]以上對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及原理進(jìn)行了詳細(xì)說明,對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,依據(jù)本發(fā)明提供的思想,在【具體實(shí)施方式】上會有改變之處,而這些改變也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.基于馬赫-曾德爾電光調(diào)制器的頻率可調(diào)濾波器,包括環(huán)腔(10)、第一主波導(dǎo)(9)、第二主波導(dǎo)(2)、第一耦合器(8)及第二耦合器(3),環(huán)腔(10)通過第一耦合器(8)與第一主波導(dǎo)(9)相聯(lián),其中,第一主波導(dǎo)(9)的Input端是頻率可調(diào)濾波器的信號輸入端,第一主波導(dǎo)(9)的Through端是頻率可調(diào)濾波器的第一信號輸出端;環(huán)腔(10)通過第二耦合器(3)與第二主波導(dǎo)(2)相聯(lián),其中,第二主波導(dǎo)(2)的Drop端是頻率可調(diào)濾波器的第二信號輸出端;其特征在于:環(huán)腔(10) —側(cè)于第一I禹合器(8)和第二I禹合器(3)之間聯(lián)接第一Mach-Zehnder電光調(diào)制器(11),另一側(cè)于第一I禹合器(8)和第二I禹合器(3)之間聯(lián)接第二Mach-Zehnder 電光調(diào)制器(6),第一 Mach-Zehnder 電光調(diào)制器(11)、第二 Mach-Zehnder 電光調(diào)制器(6)都接到電源的陽極,兩個(gè)Mach-Zehnder電光調(diào)制器共有陰極并接地(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的頻率可調(diào)濾波器,其特征在于:所述第一耦合器(8)、第二耦合器(3)的交叉耦合系數(shù)均為0.3。
3.如權(quán)利要求1所述的頻率可調(diào)濾波器,其特征在于:所述信號輸入端的輸入是連續(xù)信號。
【文檔編號】G02F1/035GK103698906SQ201310706581
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】李齊良, 袁洪良, 胡淼, 唐向宏, 曾然, 魏一振, 周雪芳, 盧旸, 錢正豐 申請人:杭州電子科技大學(xué)
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