[发明专利]光折变长周期波导光栅滤波器及其制作方法

权利要求书

1.一种光折变长周期波导光栅滤波器，包括输入尾纤和输出尾纤，其特征在于：所述光折变长周期波导光栅滤波器还包括光折变长周期波导光栅，所述光折变长周期波导光栅包括基底，所述基底为X或Y切Z传的LiNbO₃晶体，所述基底上设置包层，所述包层上设置Z向布置的单模波导，所述单模波导上制作光折变全息光栅，所述单模波导的两个端面分别与所述输入尾纤和输出尾纤连接。

2.如权利要求1所述的光折变长周期波导光栅滤波器，其特征在于：所述单模波导的两个端面分别与所述输入尾纤和输出尾纤粘合固定连接。

3.如权利要求1所述的光折变长周期波导光栅滤波器，其特征在于：所述单模波导的两个端面分别与所述输入尾纤和输出尾纤通过夹具固定连接。

4.如权利要求1～3之一所述的光折变长周期波导光栅滤波器，其特征在于：利用有效折射率法确定单模波导和包层的几何尺寸、导模参数和有效折射率。

5.如权利要求4所述的光折变长周期波导光栅滤波器，其特征在于：根据单模波导的有效折射率和包层的有效折射率，利用长周期波导光栅的相位匹配条件，确定对应各个滤波波长时的光栅周期，采用双光束干涉方法制作出全息光折变光栅。

6.一种如权利要求1所述的光折变长周期波导光栅滤波器的制作方法，其特征在于：所述制作方法包括以下步骤：

步骤1铌酸锂基底单模波导的制作：

步骤1a：用有效折射率法确定出在通讯波段单模工作的钛扩散波导的几何尺寸、导模的参数，并计算出各个需要滤波的波长λ_0，m下的导模的有效折射率N_co，m，m＝1，2，3…；

步骤1b：用有效折射率法确定步骤1a中包层的几何尺寸，使其只存在一阶包层模式，并计算出在各个谐振波长λ_0，m下，包层模式的有效折射率N_cl，1，m，m＝1，2，3…；

步骤1c：以铌酸锂晶体为基底，利用钛扩散工艺，经过第一次扩钛形成所述的包层，再经第二次扩钛形成所述的单模波导；

步骤2光折变长周期波导光栅的制作：

步骤2a：根据单模波导的有效折射率N_co，m和包层的有效折射率N_cl，1，m，利用长周期波导光栅的相位匹配条件λ_0，m＝(N_co，m-N_cl，1，m)Λ_m，确定对应各个滤波波长λ_0，m时的光栅周期Λ_m；

步骤2b：采用双光束干涉方法制作光折变光栅，其光栅周期满足λ_w为写入光波长，θ_m为针对各个滤波波长λ_0，m时的写入角度，然后利用步骤2a中得到的Λ_m计算出θ_m；

步骤2c：记录光源采用蓝绿光激光器，波长为λ_w的激光通过分束装置分成两束光，分别入射到LiNbO₃基底的单模波导中，通过干涉形成了光强空间调制的条纹，再利用LiNbO₃的光折变效应调制晶体的折射率，即在晶体中写入了光折变光栅，其光栅矢量沿晶体Z轴方向，光栅周期满足θ_m为针对各个滤波波长λ_0，m时的写入角度；

步骤3：输入尾纤、输出尾纤分别封装到所述单模波导的输入和输出端面。

7.如权利要求6所述的光折变长周期波导光栅滤波器的制作方法，其特征在于：所述步骤2c中，采用氩离子激光器，或者532nm的倍频Nd:YAG激光器。

8.如权利要求6或7所述的光折变长周期波导光栅滤波器，其特征在于：所述步骤3中，所述输入尾纤、输出尾纤直接对准并粘合固定在单模波导端面上；或者所述输入尾纤、输出尾纤通过夹具固定后、直接对准紧贴在单模波导端面上。