[发明专利]可调谐有源滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及光学滤波器技术领域，尤其涉及一种可调谐有源滤波器。

背景技术

光通讯网络和光信息处理的发展离不开高效率，低能耗，高集成度的光学器件，如：光开关，光调制器，滤波器等，其中滤波器是不可或缺的光学器件。

但是大多数滤波器都是基于对器件结构的优化来实现滤波功能的。如在光波导中引入共振圆环，矩形槽等。这类滤波器一旦器件结构设计出来，器件的滤波特性也就固定下了。如果在光集成电路中需要设计不同波长的滤波器，就需要设计出不同尺寸的结构，这对光子集成的可操作性是极其不利的。这类器件被称为无源器件。为了实现对器件功能的灵活调控，利用机械和温度调谐滤波器所滤波长的可调谐有源滤波器已经被报道。

然而，在实现本发明的过程中，申请人发现现有的可调谐有源滤波器，例如：利用机械和温度调谐滤波器所滤波长的可调谐有源滤波器，难于制作，调谐过程复杂，响应时间较长，调谐范围有限，调谐精度难于保证，并且很难根据需求主观的对器件参数进行设定。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种新型的可调谐有源滤波器。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种可调谐有源滤波器。该可调谐有源滤波器包括：光偏振输入控制单元，用于将输入光转化沿K方向入射的TM模式的偏振光；磁性滤波器本体，位于光偏振输入控制单元的光路后端，由磁性材料和电介质材料制备，为具有缺陷的，沿K方向延伸的周期性布拉格结构，用于利用周期性布拉格结构中缺陷产生的透射峰对由光偏振输入控制单元入射的偏振光进行滤波；以及磁场加载单元，用于产生垂直于K方向和入射偏振光电场方向的磁场，以对布拉格结构中缺陷产生透射峰的位置进行调制。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明可调谐有源滤波器具有以下有益效果：相比于机械和温度调谐方式，易于制作，响应时间较短，调谐过程灵活，并且调谐精度更高，能够实现对器件所滤波长的连续调谐，并且显著提高了滤波器的品质因子，增加了滤波器件在光子集成中的可操作性。

附图说明

图1为本发明实施例可调谐有源滤波器的结构示意图；

图2为图1所示可调谐有源滤波器中磁性滤波器本体的剖面示意图；

图3为图2所述滤波器本体结构中基本重复单元的示意图；

图4为对于1THz的电磁波，在磁场强度B＝0T和B＝1T两种情况下，图2所示的SIS结构的对称TM模式有效折射率实部随电介质宽度d变化的曲线；

图5为利用有限元方法计算出来的图2中结构的对称TM模式透射谱；

图6为利用有限元方法计算出来的电场分布，其中：

(a)为对应于图5P1(0.82THz)处归一化的电场分布；

(b)为对应于图5P2(0.95THz)处归一化的电场分布；

(c)为对应于图5P3(0.99THz)处归一化的电场分布；

图7为图2所示的可调谐有源滤波器在磁场从0T变化到1T，滤波器所滤波长和频率的移动曲线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。

本发明提供了一种可调谐有源滤波器。该可调谐有源滤波器通过在磁性材料的布拉格结构中引入缺陷态，从而在布拉格结构的禁带中引入窄线宽的透射峰，达到滤波的目的，并且通过调谐施加在磁性材料上的磁场强度，进而实现对所滤波长的连续调谐。