【摘要】 本发明提供了一种电光调谐的长周期波导光栅滤波方法，它是通过构造带有长度为 Lmin调谐电极和长周期波导光栅的耦合结构，利用耦合波导结构的波长选择性的光耦合功 能，完成了对谐振波长λ0的滤波和实现带通滤波和带阻滤波；在调谐电极上施加调谐电压， 利用电光效应实现滤波器的高速的连续调谐。它具有高速连续的线性调谐能力、大调谐范围 和窄带宽的特点，具有同时实现互补的带通和带阻滤波双输出功能。本发明为建设下一代超 大容量传输光网络、可重构智能光网络及智能光纤传感系统提供有力的技术支撑，具有广泛 的应用前景。 【专利类型】发明申请 【申请人】电子科技大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】610054四川省成都市建设北路二段四号 【申请人地区】中国 【申请人城市】成都市 【申请人区县】郫都区 【申请号】CN200810045975.0 【申请日】2008-09-03 【申请年份】2008 【公开公告号】CN101666891A 【公开公告日】2010-03-10 【公开公告年份】2010 【授权公告号】CN101666891B 【授权公告日】2010-12-08 【授权公告年份】2010.0 【IPC分类号】G02B6/34; G02F1/035; G02B6/02; G02B6/12; G02B6/13 【发明人】刘永; 张谦述; 刘永智; 张尚剑; 廖进昆; 李和平 【主权项内容】1、一种电光调谐的长周期波导光栅滤波方法，其特征是它包含以下步骤： 步骤1波长选择 步骤1a：用传统的有效折射率法或Marcatili法确定出针对在所要滤波光的波长范围单 模工作的矩形波导的几何尺寸、导模的参数，所述的导模的参数包括：导模传输常数β，导 模沿x方向的传输常数Kx，导模在包层中沿x方向的衰减系数px；并计算出在静态谐振波 长λ0下的导模的等效折射率Nco； 步骤1b：用有效折射率法或Marcatili法确定计出步骤1a中矩形波导包层的几何尺寸， 并计算出在静态谐振波长λ0下矩形波导包层的n阶包层模式的等效折射率Ncl，n，n＝1，2， 3...，n为包层模序数； 步骤1c：根据导模的等效折射率Nco、n阶包层模式的等效折射率Ncl，n，利用长周期波 导光栅的相位匹配条件λ0＝(Nco-Ncl，n)Λ，选择n阶包层模式中的基模的等效折射率Ncl，n， 此时n＝1，确定长周期波导光栅的周期Λ值； 步骤2滤出光的空间分离 步骤2a：根据步骤1确定出的单模矩形波导的几何尺寸和长周期波导光栅的周期Λ值， 在两路波导上刻蚀长周期波导光栅；将已刻蚀长周期波导光栅的两路波导平行放置、间距为 d，构成耦合波导结构；并用消逝场耦合系数计算公式计算出消逝场耦合系数小于0.01m-1 所需的波导间距d； 步骤2b：采用Marcatili法得到波导的导模场分布；采用Marcatili法确定步骤1c中选择 出的包层模式的场分布；再用模式耦合系数计算公式计算出导模和该包层模式在光栅区域的 耦合系数K； 步骤2c：利用步骤2b得到的耦合系数K，用公式 id="icf0001" file="A2008100459750002C1.tif" wi="21" he="9" top= "202" left = "117" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>计算出长周期波导光栅 的最短光栅长度Lmin； 步骤2d：将耦合波导结构中的长周期波导光栅的长度设计为Lmin； 步骤3波长连续调谐 步骤3a上调谐电极制作 根据步骤1b中确定出的包层几何尺寸在耦合波导结构中的两路波导上制作包层(3)， 并在包层(3)上制作长度、宽度与包层的几何尺寸相等的上缓冲层(4)；再在上缓冲层(4) 上两个矩形波导(1)和(2)正上方分别制作宽度与步骤1a中波导宽度相等、长度为长周期 波导光栅的最短光栅长度Lmin的两个矩形波导对应的上调谐电极(6)，； 步骤3b底电极制作 在耦合波导结构中的两个矩形波导(1)和(2)正下方制作下缓冲层(5)，再在下缓冲层 (5)下方制作与步骤1b中两个矩形波导(1)和(2)的包层的几何尺寸相同的底电极； 步骤3c，在上调谐电极(6)上连续地改变调谐电压，滤出光的波长λ0随调谐电压连续 地改变，从而实现滤出光波长的连续调谐；调谐范围由 id="icf0002" file="A2008100459750003C1.tif" wi="36" he="10" top= "78" left = "114" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>计算出，式 中nco为波导的材料折射率，γ33为波导材料的电光系数，Λ为长周期波导光栅的周期Λ，D 为调谐电极与底电极间距；Vm为调谐电压；长周期波导光栅滤波器调谐电极长度等于最短 长周期波导光栅长度Lmin，由光渡越时间公式计算出 id="icf0003" file="A2008100459750003C2.tif" wi="21" he="9" top= "109" left = "110" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>光渡越时间ΔT，式中， nco为波导的材料折射率，c为真空中的光速，从而可以计算出调谐速度1/ΔT； 步骤4带通输出与带阻输出 在矩形波导(1)的输出端输出带阻输出结果，所述的带阻输出结果是指：在所要滤波 光的光波长范围内除波长λ0以外的所有光从矩形波导(1)的输出端输出；在矩形波导(2) 的输出端输出带通输出结果，所述的带通输出结果是指：矩形波导(2)仅输出波长为λ0的 光。 【当前权利人】电子科技大学 【当前专利权人地址】四川省成都市建设北路二段四号 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】121000004507193117 【被引证次数】12 【被自引次数】3.0 【被他引次数】9.0 【家族引证次数】2.0 【家族被引证次数】12
