[实用新型]双电极温度调谐聚合物波导Bragg双面光栅滤波器

说明书

技术领域

本实用新型属于光纤光栅元器件领域，尤其涉及涉及热光调谐聚合物波导Bragg光栅设计和制造技术。

背景技术

波导光栅滤波器是波分复用系统中的关键器件。随着技术的不断发展，集成的波导光栅已被广泛的应用于波导输入输出耦合器、分束器、滤波器、传感器等。有机聚合物因为具有传输损耗低、热稳定和可靠性高、高热光系数和低热传导率、兼容性好、造价低廉、易于集成等优势。目前，有机聚合物逐渐成为集成光学中重要材料。用有机聚合物材料可使器件设计和制作有较大的灵活性。同时聚合物材料热光效应比较明显，适合制备聚合物热光调谐光栅器件。

传统温度调谐光栅器件只有单一光栅和单一电极，由于受到结构的限制，存在反射率峰值不高，光栅长度长、热光调谐范围小、调制速率低等问题，影响了器件的整体性能

实用新型内容

实用新型目的：针对上述现有存在的问题和不足，本实用新型提供了一种周期内有效折射率差别更大，反射率更大，双电极同时进行电流的控制的双电极温度调谐聚合物波导Bragg双面光栅滤波器，使其调谐速率更快。反射谱参数更稳定。

技术方案：为实现上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：一种双电极温度调谐聚合物波导Bragg双面光栅滤波器，包括恒温板、硅基板、下包层、下电极、波导双面光栅、上包层和上电极，所述恒温板、硅基板、下包层、下电极、波导双面光栅、上包层和上电极从下往上依次叠合在一起；所述下电极和上电极均设有电极引线，并通过该电极引线与电流源连接组成升温装置；所述波导双面光栅包括下光栅、直波导和上光栅，并由所述下光栅、直波导和上光栅从下至上依次叠合构成。

本实用新型在波导双面光栅两侧均刻有光栅结构，，从而使周期波导有效折射率的差值会随之增大，反射率也会增大。滤波器工作时电流源输出电流使波导双面光栅两侧上电极和下电极同时产生热量对其进行温度调谐，可使调谐速率更快，反射参数更稳定。

作为优选，所述下包层、上包层和波导双面光栅的材料热光系数为负数。波导双面光栅材料选择为热光系数较大的聚合物材料，上下两个电极选用电流控制的加热电极。通过注入电流可调整波导光栅结构有效折射率的变化，则谐振波长会随之变化。实现波长温度调谐的功能。

作为优选，所述波导双面光栅材料采用紫外光固化有机聚合物，该有机聚合物的热光特性为-1.8×10^-4/℃

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：在波导双面光栅两侧均刻有光栅结构，从而使周期波导有效折射率的差值会随之增大，反射率也会增大；同时双电极进行电流的控制，可以使得调谐速率更快，反射谱参数更稳定，实现很好的反射、调谐效果，可有效减小光栅的长度，做到利于器件集成的效果。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型实施例与传统波导光栅滤波器的反射率温度调谐对比；

图3为本实用新型实施例与传统波导光栅滤波器的带宽温度调谐对比；

图4为本实用新型实施例与传统波导光栅滤波器的波长温度调谐对比。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，一种双电极温度调谐聚合物波导Bragg双面光栅滤波器，将恒温板1、硅基板2、下包层3、下电极4、波导双面光栅、上包层5和上电极6从下往上依次叠合在一起；在所述下电极4和上电极6上引出电极引线10，并通过该电极引线10与电流源11连接组成加热用的升温装置，同时上述波导双面光栅包括下光栅7、直波导8和上光栅9，并由所述下光栅7、直波导8和上光栅9从下至上依次叠合构成。室温下，光在波导双面光栅中传输，中心波长λ_B＝2n_effΛ，3dB带宽反射率的波被反射回来，其中n_eff为波导有效折射率，Λ为光栅周期，Δn表示一个周期内有效折射率的平均变化，L为光栅长度。

对波长表达式两边微分：Δλ_B＝2Δn_effΛ+2n_effΔΛ  (1)