[发明专利]一种基于布拉格光栅的定制化片上光谱仪

权利要求书

1.一种基于布拉格光栅的定制化片上光谱仪，其特征在于：

包含端面耦合输入口(1)、第一输入波导(2)、第一级滤波通道A₁、第二级滤波通道A₂…第N级滤波通道A_N、加热电极(47)、第一焊盘(48)、第二焊盘(49)、输出波导(50)以及输出端口(51)；

第一级滤波通道A₁、第二级滤波通道A₂…第N级滤波通道A_N依次级联，前一级滤波通道的输出端和后一级的滤波通道的输入端之间均通过连接输入波导(46)连接，端面耦合输入口(1)经第一输入波导(2)连接到第一级滤波通道A₁的输入端，第N级滤波通道A_N的输出端经输出波导(50)和输出端口(51)连接；

加热电极(47)覆盖在第一级滤波通道A₁～第N级滤波通道A_N的宽波导微环谐振腔中，并依次串联，加热电极(47)的两端分别电连接第一焊盘(48)和第二焊盘(49)，第一焊盘(48)和第二焊盘(49)分别连接到外部的电压源的两极；

所述的第一级滤波通道A₁包括第一级高阶模滤波器、第一连接波导(6)、第一级粗滤波器、第二连接波导、第一级精密滤波器、第三连接波导、第四连接波导、第五连接波导、第一探测器(38)、第一测试端口(31)和第二测试端口(39)；第一级高阶模滤波器的输入端作为第一级滤波通道A₁的输入端，第一级高阶模滤波器的输出端经第一连接波导(6)和第一级粗滤波器的输入端连接；第一级粗滤波器的一个输出端作为第一级滤波通道A₁的输出端，第一级粗滤波器的另一个输出端经第二连接波导连接到第一级精密滤波器的第一传输端，第一级精密滤波器的第二传输端经第三连接波导和第一测试端口(31)连接，第一级精密滤波器的第三传输端经第四连接波导和第一探测器(38)连接，第一级精密滤波器的第四传输端经第五连接波导和第二测试端口(39)连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于布拉格光栅的定制化片上光谱仪，其特征在于：所述的第一级高阶模滤波器采用弯曲波导结构，具体主要由依次连接的第一90°弯曲波导(3)、180°弯曲波导(4)和第二90°弯曲波导(5)构成，未与180°弯曲波导(4)连接的第一90°弯曲波导(3)一端作为第一级高阶模滤波器的输入端并和第一输入波导(2)连接，未与180°弯曲波导(4)连接的第二90°弯曲波导(5)一端作为第一级高阶模滤波器的输出端并和第一连接波导(6)连接；

所述的第一级粗滤波器包括第一渐变波导(7)、第二渐变波导(11)、第三渐变波导(13)、第一模式解复用器和第一反对称布拉格光栅(12)；第一渐变波导(7)和第一模式解复用器一侧的输入端连接，第一模式解复用器另一侧的输出端经第二渐变波导(11)和第一反对称布拉格光栅(12)的一端连接，第一反对称布拉格光栅(12)的另一端经第三渐变波导(13)输出作为滤波通道的输出端，第一模式解复用器一侧的输出端和第二连接波导连接；

所述的第一模式解复用器包括输入多模光波导(8)、演化区宽锥形光波导(9)、输出多模波导(10)、前S型弯曲光波导(14)、演化区窄锥形光波导(15)和后S型弯曲光波导(16)；输入多模光波导(8)的一端作为第一模式解复用器一侧的输入端，输入多模光波导(8)的另一端经演化区宽锥形光波导(9)和输出多模波导(10)的一端连接，输出多模波导(10)的另一端作为第一模式解复用器另一侧的输出端，前S型弯曲光波导(14)的一端经演化区窄锥形光波导(15)和后S型弯曲光波导(16)的一端连接，后S型弯曲光波导(16)的另一端作为第一模式解复用器一侧的输出端；前S型弯曲光波导(14)位于输出多模波导(10)旁并耦合连接，演化区窄锥形光波导(15)位于演化区宽锥形光波导(9)旁并耦合连接，后S型弯曲光波导(16)位于输入多模光波导(8)旁并耦合连接；

所述的第二连接波导包括依次连接的第一单模波导(17)、第一锥形波导(18)、第三90°弯曲波导(19)、第二单模波导(20)、第四90°弯曲波导(21)、第三单模波导(22)和第二锥形波导(23)；第一单模波导(17)的一端作为第二连接波导的输入端，第一单模波导(17)的另一端依次经第一锥形波导(18)、第三90°弯曲波导(19)、第二单模波导(20)、第四90°弯曲波导(21)、第三单模波导(22)和第二锥形波导(23)的一端连接，第二锥形波导(23)的另一端作为第二连接波导的输出端；

所述的第一级精密滤波器包括第一级输入/输出弯曲耦合波导(24)、第一级宽波导微环谐振腔(32)、第一级输出/输入弯曲耦合波导(33)；第一级输入/输出弯曲耦合波导(24)和第一级输出/输入弯曲耦合波导(33)分别位于第一级宽波导微环谐振腔(32)的两侧旁并耦合，第一级输入/输出弯曲耦合波导(24)的两端分别作为第一级精密滤波器的第一传输端和第二传输端，第一级输出/输入弯曲耦合波导(33)的两端分别作为第一级精密滤波器的第三传输端和第四传输端。