[发明专利]在纤透射带通回音壁微腔滤波器及其制作方法

说明书

本发明提供一种在纤透射带通回音壁微腔滤波器及其制作方法，包括在光纤一侧形成的包层平面，在包层平面内开设有凹槽，凹槽包括平行于光纤的第一槽边以及垂直于光纤的两个第二槽边，两个第二槽边相对于垂直于第一槽边中心的第一轴线对称，该凹槽内设置有沿第一轴线对称的两个波导结构，针对每个波导结构，其包括棱柱波导和曲线波导，棱柱波导的底面为梯形且其第一侧面设置在对应的第二槽边上，其与第一侧面平行且较小的第二侧面，与曲线波导的第一端连接；曲线波导的第二端延伸至与该第一槽边连接，两个曲线波导都朝着该第一轴线弯曲；凹槽内还设置有位于两个曲线波导之间的回音壁微腔，波导结构内覆盖有从对应第二槽边延伸出且与该光纤的纤芯连接的纤芯段。

技术领域

本发明属于滤波器领域，具体涉及一种在纤透射带通回音壁微腔滤波器及其制作方法。

背景技术

窄带带通滤波器是光通信系统光信号滤波去噪不可或缺的器件，也是激光器选择激光波长的关键。基于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)和法布里-珀罗干涉仪(Fabry-Perot Interferometer,FPI)的滤波器的带宽受限于工作原理或者加工工艺，其品质因子通常低于10⁵量级。而采用连续全反射限制光场的回音壁微腔的品质因子可达10⁹量级以上，因此回音壁微腔是实现超窄滤波器理想选择。

现有的基于回音壁微腔的滤波器如图1所示，光信号从端口A1传输至第一拉锥光纤20，由第一拉锥光纤20将光信号耦合传输给回音壁微腔1，当利用回音壁微腔1对该光信号进行带阻滤波时，带阻滤波后的光信号被耦合传输给第一拉锥光纤20，从端口A2输出；当利用回音壁微腔1对光信号进行带通滤波时，带通滤波后的光信号被耦合传输给第二拉锥光纤21，从端口B1输出。从图1可以看出，在实现带通滤波时，光信号从端口A1输入后，只能从端口B1输出，输入输出端口在同一侧，现有带通滤波器无法实现光信号透射；其次，采用拉锥光纤来充当耦合器时，其束腰半径需要被拉制为1μm，拉锥光纤很细，使用时很容易被拉断，并且第一拉锥光纤、第二拉锥光纤和回音壁微腔分离设置，三者之间的位置很容易发生变化，因而现有滤波器的稳定性较差；再者，在使用时要求该第一拉锥光纤、第二拉锥光纤与回音壁微腔之间的间距保持在数百纳米量级，由于三者之间的位置很容易发生变化，因此每次使用时都需要利用超高精密微动装置对三者之间的位置进行调试，并且由于三者分离设置，需要分别对三者进行温控和隔振处理，控制难度较大。

发明内容

本发明提供一种在纤透射带通回音壁微腔滤波器及其制作方法，以解决目前基于回音壁微腔的带通滤波器无法实现光信号透射带通滤波、稳定性较差以及调试和控制难度较大的问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种在纤透射带通回音壁微腔滤波器，包括在光纤一侧形成的包层平面，在该包层平面内开设有凹槽，该凹槽包括平行于该光纤的第一槽边以及垂直于该光纤的两个第二槽边，两个第二槽边相对于垂直于第一槽边中心的第一轴线对称且位于该第一槽边的同一侧，该凹槽内设置有沿该第一轴线对称的两个波导结构，针对每个波导结构，其包括棱柱波导和曲线波导，该棱柱波导的底面为梯形且其一底面设置在该凹槽的槽底上，其第一侧面设置在对应的第二槽边上，该棱柱波导中与其第一侧面平行且较小的第二侧面，与该曲线波导的第一端连接，且该棱柱波导的其余两侧面均与该凹槽的槽边间隔设置；

该曲线波导的第二端延伸至与该第一槽边连接，该曲线波导的一底面设置在该凹槽的槽底且侧面与该凹槽的槽边间隔设置，两个曲线波导都朝着该第一轴线弯曲；该凹槽内还设置有回音壁微腔，该回音壁微腔位于两个曲线波导之间、与该两个曲线波导以及该凹槽的槽边间隔设置且其中心竖轴与该第一轴线相交；针对每个波导结构，该波导结构内覆盖有从对应第二槽边延伸出且与该光纤的纤芯连接的纤芯段，该纤芯段延长至对应曲线波导的第一端与第三端之间，该第三端为对应曲线波导上距离该回音壁微腔最近的端点；