加熱器31進(jìn)行加熱；
[0036]一單片控制機(jī)40，半徑優(yōu)選為48 μπι的第一級微環(huán)諧振腔20的第一電阻絲加熱器30及其第一驅(qū)動(dòng)電源32和半徑優(yōu)選為50 μπι的第二級微環(huán)諧振腔21的第二電阻絲加熱器31及其第二驅(qū)動(dòng)電源33都連接到該單片機(jī)上受其控制，即通過單片機(jī)預(yù)定程序控制第一電阻絲加熱器30和第二電阻絲加熱器31的驅(qū)動(dòng)電源輸出預(yù)定的加熱電流。
[0037]參看圖2，一束寬譜光從單模輸入波導(dǎo)10輸入并親合進(jìn)入第一級半徑為48 μπι的微環(huán)諧振腔20，經(jīng)過微環(huán)諧振腔20的諧振濾波作用后，通過單模輸入波導(dǎo)10透射端口透射出的光譜為近似相等波長間隔的一系列凹陷狀光譜，凹陷處波長對應(yīng)微環(huán)諧振腔的各級諧振波長，凹陷處波長之間的間隔就是第一級微環(huán)諧振腔20的自由光譜寬FSRl 乂 2.6nm。通過第一級微環(huán)諧振腔20濾波后在其下載端口的輸出光通過單模連接波導(dǎo)11的一端耦合輸出，輸出譜為近似相等波長間隔的一系列尖峰狀光譜，其光譜尖峰波長與單模輸入波導(dǎo)10透射端口透射出的近似相等波長間隔的一系列凹陷光譜波長一一對應(yīng)。單模連接波導(dǎo)11的另一端作為輸入波導(dǎo)耦合連接到第二級微環(huán)諧振腔21上，通過單模連接波導(dǎo)11 一端輸出的光作為第二級微環(huán)諧振腔21的輸入光，再經(jīng)過第二級微環(huán)諧振腔21的諧振濾波作用后，由于級聯(lián)雙濾波器濾波波長的游標(biāo)尺效應(yīng)(英文為Vernier效應(yīng))只有同時(shí)滿足上述兩個(gè)微環(huán)諧振腔的諧振條件的波長才能從第二級微環(huán)諧振腔的單模輸出波導(dǎo)12端輸出，如此就實(shí)現(xiàn)了單一波長的選頻濾波。
[0038]當(dāng)?shù)谝患壈霃綖?8 μ m的微環(huán)諧振腔20和第二級半徑為50 μ m的微環(huán)諧振腔21的某一諧振波長λ Μ重合時(shí)，則級聯(lián)微環(huán)諧振腔濾波器的濾波波長為λ ‘當(dāng)通過在半徑為50 μm的電阻絲加熱器31上加熱，通過熱光效應(yīng)改變第二級半徑為50 μm的微環(huán)諧振腔21的微環(huán)波導(dǎo)的有效折射率時(shí)，第二級微環(huán)諧振腔21的諧振波長就會(huì)發(fā)生移動(dòng)(藍(lán)移或者紅移，依賴于升溫或者降溫)。由于兩個(gè)微環(huán)諧振腔的自由光譜寬FSR不同，當(dāng)一個(gè)微環(huán)諧振腔的諧振波長移動(dòng)時(shí)，由于波長濾波的游標(biāo)尺效應(yīng)(即英文文獻(xiàn)中的Vernier效應(yīng))，在一定波長范圍內(nèi)，只有同時(shí)為第一級微環(huán)諧振腔20和第二級微環(huán)諧振腔21的諧振波長的另一個(gè)波長Acil才會(huì)相互重疊，因此通過熱光調(diào)諧就會(huì)實(shí)現(xiàn)濾波器的濾波波長的改變，即實(shí)現(xiàn)波長調(diào)諧功能。用上述改變第二級半徑為50 μπι的微環(huán)諧振腔21溫度的方式只能獲得非連續(xù)的離散波長調(diào)諧，即濾波波長在光譜上非連續(xù)改變，而是一定微小波長間隔的跳變，此微小波長間隔等于第一級微環(huán)諧振腔20和第二級微環(huán)諧振腔21的自由光譜范圍FSR的差值。要獲得準(zhǔn)連續(xù)譜波長調(diào)諧，需要同時(shí)對兩個(gè)微環(huán)諧振腔進(jìn)行熱光調(diào)諧，利用單片機(jī)40控制半徑為48 μ m的微環(huán)諧振腔20的第一電阻絲加熱器30和半徑為50 μ m的微環(huán)諧振腔21的第二電阻絲加熱器31上的驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)而控制其加熱量，對第一級半徑為48 μ m的微環(huán)諧振腔20的熱光調(diào)諧進(jìn)行65nm范圍內(nèi)不同波長頻段的選擇，此65nm范圍就是圖1中標(biāo)注的△ λ _，其取決于第一微環(huán)諧振腔20和第二微環(huán)諧振腔21的自由光譜范圍的差值，對第二級半徑為50 μ m的微環(huán)諧振腔21的熱光調(diào)諧進(jìn)行所選擇頻段內(nèi)的波長微調(diào)，利用兩個(gè)微環(huán)諧振腔的級聯(lián)濾波器游標(biāo)尺效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)大范圍準(zhǔn)連續(xù)選頻濾波。
[0039]圖3為計(jì)算機(jī)模擬的本發(fā)明提供的可調(diào)諧級聯(lián)微環(huán)濾波器器件的靜態(tài)光譜圖，其自由光譜范圍為65nm。
[0040]圖4為計(jì)算機(jī)模擬的本發(fā)明提供的可調(diào)諧級聯(lián)微環(huán)濾波器器件的熱光調(diào)諧光譜圖，圖中計(jì)算了當(dāng)?shù)诙壈霃綖?0 μπι的微環(huán)諧振腔21在初始溫度以及上下浮動(dòng)2攝氏度的情況下可調(diào)濾波器總的輸出光譜圖。其串?dāng)_可以達(dá)到_40dB以下，可以很好的實(shí)現(xiàn)光譜的選頻濾波。
[0041]以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可調(diào)諧級聯(lián)微環(huán)濾波器，包括: 輸入波導(dǎo)(10)，其為第一級微環(huán)諧振腔(20)的輸入波導(dǎo)； 第一級微環(huán)諧振腔(20); 第一加熱器(30)，其位于第一級微環(huán)諧振腔(20)上； 連接波導(dǎo)(11)，其為第一級微環(huán)諧振腔(20)和第二級微環(huán)諧振腔(21)之間的連接波寸； 第二級微環(huán)諧振腔(21); 第二加熱器(31)，其位于第二級微環(huán)諧振腔(21)上； 輸出波導(dǎo)(12)，其為第二級微環(huán)諧振腔的輸出波導(dǎo)； 其中，通過所述第一加熱器(30)和第二加熱器(31)分別對所述第一級微環(huán)諧振腔(20)和第二級微環(huán)諧振腔(21)進(jìn)行加熱，以改變所述第一級微環(huán)諧振腔(20)和第二微環(huán)諧振腔(21)的諧振波長。
2.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧級聯(lián)微環(huán)濾波器，其中，所述第一級微環(huán)諧振腔(20)和第二微環(huán)諧振腔(21)的微環(huán)半徑不同。
3.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧級聯(lián)微環(huán)濾波器，其中，通過所述第一加熱器和第二加熱器的加熱而分別改變所述第一級微環(huán)諧振器腔(20)與所述第二級微環(huán)諧振腔(21)的折射率。
4.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧級聯(lián)微環(huán)濾波器，其中，通過第一加熱器(30)對第一微環(huán)諧振腔(20)加熱，或者通過第二加熱器(31)對第二微環(huán)諧振腔(21)加熱，以改變所述濾波器的濾波波長。
5.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧級聯(lián)微環(huán)濾波器，其中，通過第一加熱器(30)和第二加熱器(31)同時(shí)對所述第一級微環(huán)諧振腔(20)和第二級微環(huán)諧振腔(21)加熱，獲得準(zhǔn)連續(xù)譜波長調(diào)諧。
6.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧級聯(lián)微環(huán)濾波器，其中，所述第一加熱器和第二加熱器為電阻絲加熱器。
7.如權(quán)利要求6所述的可調(diào)諧級聯(lián)微環(huán)濾波器，其中，所述第一加熱器和第二加熱器分別制作在所述第一級微環(huán)諧振腔和第二級微環(huán)諧振腔上。
8.如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的可調(diào)諧級聯(lián)微環(huán)濾波器，其中，所述第一級微環(huán)諧振腔和第二級微環(huán)諧振腔的半徑分別為48 μ m和50 μ mo
9.如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的可調(diào)諧級聯(lián)微環(huán)濾波器，其還包括: 第一驅(qū)動(dòng)電源(32)，用于電流驅(qū)動(dòng)所述第一加熱器； 第二驅(qū)動(dòng)電源(33)，用于電流驅(qū)動(dòng)所述第二加熱器； 控制器(40)，用于控制所述第一驅(qū)動(dòng)電源(32)和第二驅(qū)動(dòng)電源(33)輸出預(yù)定的加熱電流。
10.如權(quán)利要求5所述的可調(diào)諧級聯(lián)微環(huán)濾波器，其中，通過第一加熱器加熱第一級微環(huán)諧振腔以選擇預(yù)定范圍內(nèi)的不同波長頻段，通過第二加熱器加熱第二級微環(huán)諧振腔以在所選擇的波長頻段內(nèi)進(jìn)行波長微調(diào)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可調(diào)諧級聯(lián)微環(huán)濾波器，包括：輸入波導(dǎo)，其為第一級微環(huán)諧振腔的輸入波導(dǎo)；第一級微環(huán)諧振腔；第一加熱器，其位于第一級微環(huán)諧振腔上；連接波導(dǎo)，其為第一級微環(huán)諧振腔和第二級微環(huán)諧振腔之間的連接波導(dǎo)；第二級微環(huán)諧振腔；第二加熱器，其位于第二級微環(huán)諧振腔上；輸出波導(dǎo)，其為第二級微環(huán)諧振腔的輸出波導(dǎo)；其中，通過所述第一加熱器和第二加熱器分別對所述第一級微環(huán)諧振腔和第二級微環(huán)諧振腔進(jìn)行加熱，以改變所述第一級微環(huán)諧振腔和第二微環(huán)諧振腔的諧振波長。
【IPC分類】G02F1-01
【公開號(hào)】CN104614877
【申請?zhí)枴緾N201510061212
【發(fā)明人】陳少武, 任光輝
【申請人】中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年2月5日