一种可调谐三环级联滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成光学领域，尤其涉及一种具有平顶响应和超大自由光谱范围的低串扰热光可调谐三环级联滤波器。
【背景技术】
[0002]在现代光网络技术中，可重构光上下路波分复用器(ROADM)可以灵活地调配容量和重构密集型波分复用(DWDM)网络，是光网络自动开关的关键器件。虽然FFP滤波器已经实现了商业化，且可以用来实现低速的光网络应用，但由于其调谐范围小于EDFA波段，所以限制了它的应用。液晶滤波器有着和FFP相似的性能，虽然它有着更宽的可调谐范围和更快的调谐速度，但它还没有大规模的商用。MEMS滤波器由于存在可靠性问题，使得MEMS器件最终不能走向产业化。FBG滤波器不存在和光纤对准的问题，已经实现了商用，但是FBG调谐范围很小，不能满足大范围波长调谐的要求。声光可调谐滤波器也已商用且实现多波长选频，但是存在带宽大，侧瓣高以及频移等问题。有源可调谐滤波器在超高速和窄带宽上极具潜力，但是它对温度和电流的稳定性的要求依然是一个问题。2008年韩国 Kwangwoon 大学的 Joonoh Park 等人在 IEEE Photonics Technology Letters, VOL.20,N0.12，2008，pp.988-990上报道了一种基于高分子聚合物Ploymer波导的耦合微环的热光可调谐滤波器，具体结构为单一波导耦合双微环结构，且两个微环之间也处于耦合状态，其缺点是滤波谱为多峰包络结构，不能实现高边模抑制比的滤波谱型。
[0003]此外，在波分复用的集成光子回路中要求滤波器的通带/阻带最好是平坦的，即传输曲线为“箱型”。采用微环的级联结构，谐振微环之间的耦合作用可以改善谐振峰的形状，从而获得理想的“箱型”滤波。但是传统的半径相同的级联微环滤波器的自由光谱范围与微环的半径成反比，不能够实现超大自由光谱范围内的调谐滤波。
[0004]因此有必要提出一种全新的级联微环波导耦合结构，使其能够实现超大自由光谱范围内高边模抑制比的“箱型”滤波谱型。
[0005]另一方面，在SOI上的硅光子线波导特别适用于光电集成和光子集成电路，且和现有的微电子CMOS标准工艺兼容性好，而且其化学稳定性远远优于聚合物Ploymer波导。基于SOI光子线波导的单微环谐振腔滤波器虽然具备体积小、通带带宽窄的优点，但其缺点是需要较大的加热电流才能获得相对较大的波长调谐。因此，有必要采用新型的级联微环波导耦合结构，用很小的加热电流就可以实现大范围的波长调谐量。
[0006]因此，为解决上述种种问题，本发明旨在提供一种尺寸小、低功耗、调谐范围大的可集成平面光波导热光可调谐级联微环滤波器。
【发明内容】
[0007]本发明旨在提供热光可调谐三环级联滤波器，其既有平顶滤波特性，又具有超大的自由光谱范围，还可以实现低串扰和低侧瓣的单一波长滤波。
[0008]本发明提出了一种可调谐三环级联滤波器，包括:
[0009]输入波导，其为第一级微环谐振腔滤波器的输入波导；
[0010]一第一级微环谐振腔滤波器，其与所述输入波导在同一平面内耦合；
[0011]第二级微环谐振腔滤波器，其与所述第一级微环谐振腔滤波器在同一平面内耦合；
[0012]第三级微环谐振腔滤波器，其半径与第一级微环谐振腔滤波器的半径相同，且与第二级微环谐振腔滤波器在同一平面内耦合；
[0013]单模输出波导，其为所述第三级微环谐振腔滤波器的输出波导；
[0014]加热器，其用于对所述第一级微环谐振腔滤波器、第二级微环谐振腔滤波器、第三级微环谐振腔滤波器进行加热。
[0015]本发明是用热光可调谐三环级联滤波器代替传统的单一上载/下载(Add/Drop)型热光可调谐微环滤波器。与传统的单一上载/下载(Add/Drop)型热光可调谐微环滤波器相比，本发明具有以下优点:
[0016](I)具有平顶滤波特性；
[0017](2)可以在65nm超大自由光谱范围中实现准连续的滤波；
[0018](3)具有较低的串扰；
[0019](4)具有$父尚的边丰旲抑制比。
【附图说明】
[0020]为进一步说明本发明的内容及特点，以下结合附图及实施例对本发明作详细的说明，其中:
[0021]图1是器件具有超大自由光谱范围的游标尺(Vernier)效应原理图；
[0022]图2是本发明中可调谐三环级联滤波器器件的结构工作原理图；
[0023]图3是本发明中可调谐三环级联滤波器器件的静态光谱图；
[0024]图4是本发明中可调谐三环级联滤波器器件的平顶特性的光谱图；
[0025]图5是本发明中可调谐三环级联滤波器器件的热光调谐光谱图。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
[0027]图2为本发明具有平顶响应和超大自由光谱范围的热光可调谐三环级联滤波器的结构及工作原理图，所述热光可调谐三环级联滤波器包括:
[0028]单模输入波导10，该单模输入波导10为普通的条形波导，在空间位置上布置在第一级微环谐振腔滤波器20的一侧，与第一级微环谐振腔滤波器的环形波导横向间隔Gap优选为280nm，通过光波的消逝场耦合作用而成为微环谐振腔20的输入波导。；
[0029]第一级半径优选为48 μ m的微环谐振腔滤波器20，其与所述输入波导10在同一平面内耦合；
[0030]第二级半径优选为50 μ m的微环谐振腔滤波器21，该微环谐振腔滤波器与第一级半径为48 μ m的微环谐振腔滤波器20通过间隔Gap在同一平面内直接耦合，并将经过第一级半径为48 μ m的微环谐振腔滤波器20滤波并且耦合进该微环谐振腔滤波器的光作为输入光；
[0031]第三级半径优选为48 μ m的微环谐振腔滤波器22，该微环谐振腔滤波器与第二级半径为50 μ m的微环谐振腔滤波器21通过间隔Gap在同一平面内直接耦合，并将经过第二级半径为50 μ m的微环谐振腔滤波器21滤波并且耦合进该微环谐振腔滤波器的光作为输入光；其中，所述第一级微环谐振腔滤波器20和第三级微环谐振腔22的半径相同，所述第二级微环谐振腔22的半经与所述第一级微环谐振腔滤波器20和第三级微环谐振腔22的半径不同。
[0032]单模输出波导11，该波导将经过三级微环滤波器滤过的光进行输出；该单模输入波导11为普通的条形波导，在空间位置上布置在第三级微环谐振腔滤波器22的一侧，与第三级微环谐振腔滤波器的环形波导横向间隔Gap优选为280nm，通过光波的消逝场耦合作用而成为第三级微环谐振腔22的输出波导。
[0033]电阻丝加热器30，该电阻丝加热器30可以通