[发明专利]一种基于微环的矩形光滤波器及其设计方法

说明书

公开了一种基于微环的矩形光滤波器，其能够免去独立调谐多腔的困扰，结构简单，尺寸小，调谐简便，对于制造误差不敏感，具有良好的通带平坦度和矩形系数，能够获得相比于普通微环大约两倍的群延时。该基于微环的矩形光滤波器具有第一端口(In)、第二端口(Through)、第三端口(Drop)、第四端口(Add)，在双臂耦合微环的波导上添加亚波长大小的微结构来构成反射点，激励起反向传播的模式，顺时针和逆时针的两种传播方向的模式通过添加的微结构构成反射点而引起背向散射相互耦合，新的谐振峰在原有谐振峰的位置处发生谱峰分裂，通过控制耦合的强弱来调整通带的平坦程度而获得矩形光滤波器。还提供了设计方法。

技术领域

本发明涉及光通信和光电子的技术领域，尤其涉及一种基于微环的矩形光滤波器，以及该基于微环的矩形光滤波器的设计方法。

背景技术

基于微环的矩形光滤波器在波分复用和实现平坦的群延时方面有重要的应用。相关的基于微环的矩形光滤波器结构包括：多环串联耦合、多环并联耦合等。

这种结构最大的弊端在于，需要利用多个独立的调谐单元(如加热电极等)对每一个微环制造引入的误差进行后补偿，不便于控制和使用。其次，整体器件的尺寸也会增大，不利于密集集成。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种基于微环的矩形光滤波器，其能够免去独立调谐多腔的困扰，结构简单，尺寸小，调谐简便，对于制造误差不敏感，具有良好的通带平坦度和矩形系数，能够获得相比于普通微环大约两倍的群延时。

本发明的技术方案是：这种基于微环的矩形光滤波器，该基于微环的矩形光滤波器具有第一端口(In)、第二端口(Through)、第三端口(Drop)、第四端口(Add)，在双臂耦合微环的波导上添加亚波长大小的微结构来构成反射点，激励起反向传播的模式，顺时针和逆时针的两种传播方向的模式通过添加的微结构构成反射点而引起背向散射相互耦合，新的谐振峰在原有谐振峰的位置处发生谱峰分裂，通过控制耦合的强弱来调整通带的平坦程度而获得矩形光滤波器。

本发明在双臂耦合微环的波导上添加亚波长大小的微结构来构成反射点，激励起反向传播的模式，顺时针和逆时针的两种传播方向的模式通过添加的微结构构成反射点而引起背向散射相互耦合，新的谐振峰在原有谐振峰的位置处发生谱峰分裂，通过控制耦合的强弱来调整通带的平坦程度而获得矩形光滤波器，由于仅由一个微环构成，因此可以能够免去独立调谐多腔的困扰；由于是在现有微环波导上添加一个亚波长大小的微结构，所以这种矩形光滤波器结构简单，尺寸小，调谐简便，对于制造误差不敏感；由于微环内形成的行驻波模式，从第四端口输出的光具有原本输出端第三端口输出光两倍的光程，所以群延时和消光比相应变为原来的两倍，更高的消光比，更平坦的通带，也就意味着光滤波器的矩形系数会更好。

还提供了一种基于微环的矩形光滤波器的设计方法，该亚波长大小的微结构通过在波导内进行版图设计，单次曝光刻蚀出来。

附图说明

图1示出了根据本发明的基于微环的矩形光滤波器的结构示意图。

图2a示出了圆形的微结构；图2b示出了条形的微结构；图2c示出了断裂型的微结构。

图3示出了反射点导致的背向散射和前向透过的光的比例与断裂长度的关系。

图4示出了反射点导致的光损耗与断裂长度的关系。

图5示出了根据本发明的一个具体的基于微环的矩形光滤波器的结构示意图。

图6示出了图5的基于微环的矩形光滤波器的第三端口(Drop)、第四端口(Add)的传输响应。

图7示出了根据本发明的另一个具体的基于微环的矩形光滤波器的结构示意图。

图8示出了图7的基于微环的矩形光滤波器的第三端口(滤波1端)、第四端口(滤波2端)的传输响应。