一種可調(diào)諧三環(huán)級(jí)聯(lián)濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有平頂響應(yīng)和超大自由光譜范圍的低串?dāng)_熱光可調(diào)諧三環(huán)級(jí)聯(lián)濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，可重構(gòu)光上下路波分復(fù)用器(ROADM)可以靈活地調(diào)配容量和重構(gòu)密集型波分復(fù)用(DWDM)網(wǎng)絡(luò)，是光網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)開(kāi)關(guān)的關(guān)鍵器件。雖然FFP濾波器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，且可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)低速的光網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，但由于其調(diào)諧范圍小于EDFA波段，所以限制了它的應(yīng)用。液晶濾波器有著和FFP相似的性能，雖然它有著更寬的可調(diào)諧范圍和更快的調(diào)諧速度，但它還沒(méi)有大規(guī)模的商用。MEMS濾波器由于存在可靠性問(wèn)題，使得MEMS器件最終不能走向產(chǎn)業(yè)化。FBG濾波器不存在和光纖對(duì)準(zhǔn)的問(wèn)題，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商用，但是FBG調(diào)諧范圍很小，不能滿足大范圍波長(zhǎng)調(diào)諧的要求。聲光可調(diào)諧濾波器也已商用且實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)選頻，但是存在帶寬大，側(cè)瓣高以及頻移等問(wèn)題。有源可調(diào)諧濾波器在超高速和窄帶寬上極具潛力，但是它對(duì)溫度和電流的穩(wěn)定性的要求依然是一個(gè)問(wèn)題。2008年韓國(guó) Kwangwoon 大學(xué)的 Joonoh Park 等人在 IEEE Photonics Technology Letters, VOL.20,N0.12，2008，pp.988-990上報(bào)道了一種基于高分子聚合物Ploymer波導(dǎo)的耦合微環(huán)的熱光可調(diào)諧濾波器，具體結(jié)構(gòu)為單一波導(dǎo)耦合雙微環(huán)結(jié)構(gòu)，且兩個(gè)微環(huán)之間也處于耦合狀態(tài)，其缺點(diǎn)是濾波譜為多峰包絡(luò)結(jié)構(gòu)，不能實(shí)現(xiàn)高邊模抑制比的濾波譜型。
[0003]此外，在波分復(fù)用的集成光子回路中要求濾波器的通帶/阻帶最好是平坦的，即傳輸曲線為“箱型”。采用微環(huán)的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，諧振微環(huán)之間的耦合作用可以改善諧振峰的形狀，從而獲得理想的“箱型”濾波。但是傳統(tǒng)的半徑相同的級(jí)聯(lián)微環(huán)濾波器的自由光譜范圍與微環(huán)的半徑成反比，不能夠?qū)崿F(xiàn)超大自由光譜范圍內(nèi)的調(diào)諧濾波。
[0004]因此有必要提出一種全新的級(jí)聯(lián)微環(huán)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，使其能夠?qū)崿F(xiàn)超大自由光譜范圍內(nèi)高邊模抑制比的“箱型”濾波譜型。
[0005]另一方面，在SOI上的硅光子線波導(dǎo)特別適用于光電集成和光子集成電路，且和現(xiàn)有的微電子CMOS標(biāo)準(zhǔn)工藝兼容性好，而且其化學(xué)穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于聚合物Ploymer波導(dǎo)?；赟OI光子線波導(dǎo)的單微環(huán)諧振腔濾波器雖然具備體積小、通帶帶寬窄的優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是需要較大的加熱電流才能獲得相對(duì)較大的波長(zhǎng)調(diào)諧。因此，有必要采用新型的級(jí)聯(lián)微環(huán)波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，用很小的加熱電流就可以實(shí)現(xiàn)大范圍的波長(zhǎng)調(diào)諧量。
[0006]因此，為解決上述種種問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種尺寸小、低功耗、調(diào)諧范圍大的可集成平面光波導(dǎo)熱光可調(diào)諧級(jí)聯(lián)微環(huán)濾波器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在提供熱光可調(diào)諧三環(huán)級(jí)聯(lián)濾波器，其既有平頂濾波特性，又具有超大的自由光譜范圍，還可以實(shí)現(xiàn)低串?dāng)_和低側(cè)瓣的單一波長(zhǎng)濾波。
[0008]本發(fā)明提出了一種可調(diào)諧三環(huán)級(jí)聯(lián)濾波器，包括:
[0009]輸入波導(dǎo)，其為第一級(jí)微環(huán)諧振腔濾波器的輸入波導(dǎo)；
[0010]一第一級(jí)微環(huán)諧振腔濾波器，其與所述輸入波導(dǎo)在同一平面內(nèi)耦合；
[0011]第二級(jí)微環(huán)諧振腔濾波器，其與所述第一級(jí)微環(huán)諧振腔濾波器在同一平面內(nèi)耦合；
[0012]第三級(jí)微環(huán)諧振腔濾波器，其半徑與第一級(jí)微環(huán)諧振腔濾波器的半徑相同，且與第二級(jí)微環(huán)諧振腔濾波器在同一平面內(nèi)耦合；
[0013]單模輸出波導(dǎo)，其為所述第三級(jí)微環(huán)諧振腔濾波器的輸出波導(dǎo)；
[0014]加熱器，其用于對(duì)所述第一級(jí)微環(huán)諧振腔濾波器、第二級(jí)微環(huán)諧振腔濾波器、第三級(jí)微環(huán)諧振腔濾波器進(jìn)行加熱。
[0015]本發(fā)明是用熱光可調(diào)諧三環(huán)級(jí)聯(lián)濾波器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單一上載/下載(Add/Drop)型熱光可調(diào)諧微環(huán)濾波器。與傳統(tǒng)的單一上載/下載(Add/Drop)型熱光可調(diào)諧微環(huán)濾波器相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016](I)具有平頂濾波特性；
[0017](2)可以在65nm超大自由光譜范圍中實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)連續(xù)的濾波；
[0018](3)具有較低的串?dāng)_；
[0019](4)具有$父尚的邊豐旲抑制比。
【附圖說(shuō)明】
[0020]為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容及特點(diǎn)，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明，其中:
[0021]圖1是器件具有超大自由光譜范圍的游標(biāo)尺(Vernier)效應(yīng)原理圖；
[0022]圖2是本發(fā)明中可調(diào)諧三環(huán)級(jí)聯(lián)濾波器器件的結(jié)構(gòu)工作原理圖；
[0023]圖3是本發(fā)明中可調(diào)諧三環(huán)級(jí)聯(lián)濾波器器件的靜態(tài)光譜圖；
[0024]圖4是本發(fā)明中可調(diào)諧三環(huán)級(jí)聯(lián)濾波器器件的平頂特性的光譜圖；
[0025]圖5是本發(fā)明中可調(diào)諧三環(huán)級(jí)聯(lián)濾波器器件的熱光調(diào)諧光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0027]圖2為本發(fā)明具有平頂響應(yīng)和超大自由光譜范圍的熱光可調(diào)諧三環(huán)級(jí)聯(lián)濾波器的結(jié)構(gòu)及工作原理圖，所述熱光可調(diào)諧三環(huán)級(jí)聯(lián)濾波器包括:
[0028]單模輸入波導(dǎo)10，該單模輸入波導(dǎo)10為普通的條形波導(dǎo)，在空間位置上布置在第一級(jí)微環(huán)諧振腔濾波器20的一側(cè)，與第一級(jí)微環(huán)諧振腔濾波器的環(huán)形波導(dǎo)橫向間隔Gap優(yōu)選為280nm，通過(guò)光波的消逝場(chǎng)耦合作用而成為微環(huán)諧振腔20的輸入波導(dǎo)。；
[0029]第一級(jí)半徑優(yōu)選為48 μ m的微環(huán)諧振腔濾波器20，其與所述輸入波導(dǎo)10在同一平面內(nèi)耦合；
[0030]第二級(jí)半徑優(yōu)選為50 μ m的微環(huán)諧振腔濾波器21，該微環(huán)諧振腔濾波器與第一級(jí)半徑為48 μ m的微環(huán)諧振腔濾波器20通過(guò)間隔Gap在同一平面內(nèi)直接耦合，并將經(jīng)過(guò)第一級(jí)半徑為48 μ m的微環(huán)諧振腔濾波器20濾波并且耦合進(jìn)該微環(huán)諧振腔濾波器的光作為輸入光；
[0031]第三級(jí)半徑優(yōu)選為48 μ m的微環(huán)諧振腔濾波器22，該微環(huán)諧振腔濾波器與第二級(jí)半徑為50 μ m的微環(huán)諧振腔濾波器21通過(guò)間隔Gap在同一平面內(nèi)直接耦合，并將經(jīng)過(guò)第二級(jí)半徑為50 μ m的微環(huán)諧振腔濾波器21濾波并且耦合進(jìn)該微環(huán)諧振腔濾波器的光作為輸入光；其中，所述第一級(jí)微環(huán)諧振腔濾波器20和第三級(jí)微環(huán)諧振腔22的半徑相同，所述第二級(jí)微環(huán)諧振腔22的半經(jīng)與所述第一級(jí)微環(huán)諧振腔濾波器20和第三級(jí)微環(huán)諧振腔22的半徑不同。
[0032]單模輸出波導(dǎo)11，該波導(dǎo)將經(jīng)過(guò)三級(jí)微環(huán)濾波器濾過(guò)的光進(jìn)行輸出；該單模輸入波導(dǎo)11為普通的條形波導(dǎo)，在空間位置上布置在第三級(jí)微環(huán)諧振腔濾波器22的一側(cè)，與第三級(jí)微環(huán)諧振腔濾波器的環(huán)形波導(dǎo)橫向間隔Gap優(yōu)選為280nm，通過(guò)光波的消逝場(chǎng)耦合作用而成為第三級(jí)微環(huán)諧振腔22的輸出波導(dǎo)。
[0033]電阻絲加熱器30，該電阻絲加熱器30可以通