[发明专利]一种光滤波器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及光学技术领域，尤其涉及一种光滤波器及其控制方法。

背景技术

光滤波器是利用光学元件对不同波长的光产生不同透过率来进行光滤波的光器件。光滤波器在光信息处理系统、光纤通信及传感以及精密光学测量系统中具有广泛的应用，比如利用光滤波器可以实现稳频以及WDM(Wavelength Division Multiplexing，波分复用)系统的信道选择、上下话路、复用/解复用等功能。随着集成光子学的快速发展，对能够实现片上光存储、光通信、光调制等功能的光子芯片的需求越来越紧迫，光滤波器就是其中关键的元件。

目前应用较广泛的是传统的棱镜型、干涉型及衍射型滤波器。棱镜型滤波器利用棱镜对不同波长的光有不同的折射率，从而使不同频率的光具有不同偏折角进而实现滤波功能。但棱镜为块状元器件，且带宽较宽，不能用作窄带滤波器。干涉型及衍射型光滤波器对薄膜工艺制备及光栅制备要求较高，且体积相对较大，滤波带宽相对较宽。上述类型的光滤波器难以适应未来高速、大容量光传输的发展需求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种光滤波器及其控制方法，针对现有技术中光滤波器存在的难易集成、无法实现窄带滤波的缺点，利用微腔结构、微光纤结构和吸光性薄膜构成的耦合系统，实现了光滤波器，所述光滤波器易于集成，且所述滤波器带宽可调。

第一方面，本发明实施例提供了一种光滤波器，包括：

微腔结构、微光纤结构、至少一层吸光性薄膜以及调节结构；

所述调节结构分别与所述微腔结构、所述微光纤结构和所述吸光性薄膜连接，用于调节所述吸光性薄膜与所述微腔结构之间的距离，以及所述微光纤结构与所述微腔结构之间的距离；

所述微腔结构呈环形设置，所述微光纤结构位于环形的所述微腔结构所在平面内，与所述微腔结构相对设置，并与所述微腔结构耦合，且所述微光纤结构的光输出端的功率达到最小功率值；

所述吸光性薄膜沿垂直于环形的所述微腔结构所在平面的方向，与所述微腔结构相对设置，并与所述微腔结构耦合，用于根据与所述微腔结构之间的距离，调节所述光滤波器的带宽。

进一步地，所述吸光性薄膜包括石墨烯薄膜。

进一步地，所述微腔结构的品质因子的范围是[10⁴-10⁸]。

进一步地，所述微光纤结构的直径的范围为[0.5μm-2μm]。

进一步地，所述光滤波器的滤除比例大于80％。

进一步地，所述光滤波器的带宽调节范围为[116.5MHz-2.2GHz]。

进一步地，所述吸光性薄膜的直径大于所述微腔结构的主直径。

第二方面，本发明实施例提供了一种第一方面所述光滤波器的控制方法，包括：

调节所述微光纤结构与所述微腔结构之间的距离，始终保持所述微光纤结构与所述微腔结构之间恰耦合；

调节所述吸光性薄膜与所述微腔结构之间的距离，调节所述光滤波器的带宽。

进一步地，所述始终保持所述微光纤结构与所述微腔结构之间恰耦合包括：

始终保持所述微光纤结构的光输出端的功率达到最小功率值。

进一步地，所述调节所述吸光性薄膜与所述微腔结构之间的距离，调节所述光滤波器的带宽包括：

所述调节所述吸光性薄膜与所述微腔结构之间的距离，调节所述微腔结构的品质因子，以调节所述光滤波器的带宽。

本发明实施例提供了一种光滤波器及其控制方法，通过设置光滤波器包括微腔结构、微光纤结构、至少一层吸光性薄膜以及调节结构；使调节结构分别与微腔结构、微光纤结构和吸光性薄膜连接，用于调节吸光性薄膜与微腔结构之间的距离，以及微光纤结构与微腔结构之间的距离；使微腔结构呈环形设置，微光纤结构位于环形的微腔结构所在平面内，与微腔结构相对设置，并与微腔结构耦合，且微光纤结构的光输出端的功率达到最小功率值；使吸光性薄膜沿垂直于环形的微腔结构所在平面的方向，与微腔结构相对设置，并与微腔结构耦合，用于根据与微腔结构之间的距离，调节光滤波器的带宽。即通过设置微光纤结构的光输出端的功率为最小功率值，以实现滤波功能，且通过调节吸光性薄膜与微腔结构之间的距离，实现对光滤波器带宽的调节，克服了现有技术中的光滤波器存在的难易集成、无法实现窄带滤波的缺点，实现了光滤波器，光滤波器易于集成，且滤波器的带宽可调。

附图说明