本发明专利技术涉及对所要求的波长具有随时选择性的波分复用／解复用器件及制备方法，利用外界电信号来调制波导微型谐振环和两条相互垂直的输入、输出直波导的折射率，使波导微型谐振环满足谐振条件的波长光信号在两个相互垂直的输入、输出直波导内形成谐振，使输出直波导输出谐振的光信号。器件包括基底、包层、总线信号波导传输通道、若干个单波长波导传输通道、若干个微型谐振环、若干个相位调制器。本发明专利技术把不同波长的微型谐振环设计在不同波长的谐振位置上，并使微型谐振环芯层的折射率比谐振条件的所要求的折射率高，当外界电信号施加于微型谐振环时，使微型谐振环的折射率满足这一通道的波长所要求的条件，即在不同位置对不同波长形成谐振输出。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于基于波导技术的波分解复用与开关相结合器件，特别涉及对所要求的波长具有随时选择性的技术，从而实现对所要操作的光学信号通道进行上/下载操作的波长信号选择器件。
技术介绍
光学波分复用/解复用器件是现代光通信，光学传感和光学信息处理中的核心器件之一，是充分利用光学信号的物理特性扩大光学信息量的有效途径，从而在现代光电子信息领域中得到极大的发展和广泛的应用。然而，光学波分解复用技术还不足以实现对光信号的选择控制，它必须与光开关技术相结合才能在多波长系统如光通信，光学传感和光学信息处理中对一个特定的光信号进行上/下载和交换等操作。这里的光开关器件的作用是对已经由波分解复用技术在空间上展开的不同光波长信号根据需要对特定的波长信号进行上/下载操作，可以是一个、多个或所有的信号。这样，不仅造成了系统的复杂和成本过高，而且还造成所有信号在此次上/下载操作之后的不均匀和能量损耗。在以上所提到的多波长信号光学系统中，以波长为通道间隔的光信号上/下载操作是最基本和最普遍的操作，如果这一操作能由一个简单器件来完成，系统的结构和成本都会得到大幅度改进。光学波分复用/解复用技术已经被工业上广泛应用。由传统的反射式光栅，发展为干涉滤光片型，这些传统的波分复用/解复用技术方法在扩大光学通信及光学信息处理容量中发挥了重要的作用，并被广泛应用多年，甚至现在仍然在一些光通信、光传感及光学信息处理系统中发挥着作用。但这些传统的波分复用/解复用技术的共同缺陷是所产生的波长通道数有限，且体积较大，从而使产品的性能价格比较差，尤其是随着光电子信息领域的飞速发展，应用系统或环境对波分复用/解复用器件的通道数、器件体积和制作成本等方面的要求越来越高。各种材料的光波导技术，尤其是基于氧化硅材料的光波导技术在光学无源器件物理性能上的优越性及加工工艺方面的成熟成功地产生了一个新型的高密度波分复用/解复用技术(DWDM)。从而，使原来的波长通道数由原来的8个以下，猛增到16条、40条和64条波长通道，这一波分复用/解复用器件就是阵列波导光栅(AWG)。目前，AWG已经被广泛地应用到工业系统中，这是集成光波导技术在现代光电子信息中应用的重要进展，并由此推动了其它相关器件，如开关，滤波器等器件的发展。AWG的成功与广泛应用为这一领域向高速度、高信息量及小型集成化系统的发展奠定了有利的基础。如前所述，波分复用/解复用器件的功能是把具有不同光波长信号的空间通道整合到一个通道或其反过程。光学系统利用这个功能的目的是从由波分解复用过程所产生的空间分开的所有多波长通道中取出一个或几个信号进行交换、通信、探测和译码等信息操作。而其他没有被利用的波长信号再经过波分复用过程送回到原来的总线通道中去。目前工业上实现这一过程的途径是利用现有的波分复用/解复用器件(如AWG)，与窄带通滤波器相结合，即把所希望的波长信号留下，而其他波长信号又送回到光纤总线通道中，这个过程既造成了系统本身的复杂，又造成了系统成本的提高。另外，还引起了其它没有被采用的光波长信号不应该有的光学损耗。例如，这种方法一定需要两个AWG，一个用于产生波分解复用效果，而另一个用于产生波分复用效果。因此，如果一个波分复用器件能同时发挥波分复用和波分解复用效果，且只对所需的一个或几个波长信号产生这种效果，这个器件将在多波长光学信息系统中有重要的应用前景。用波导微型谐振环的滤波作用实现波长不可选择的波分复用/解复用器件，已经在我们的另一项专利技术申请号为200510016932.6的聚合物微型谐振环波分复用器及其制备方法中阐述。
技术实现思路
为解决上述波分复用系统中光学波长信号的上/下载和选择操作过程复杂，成本过高的问题，本专利技术的目的是利用波导器件的相位调制和微型谐振环的滤波作用提出一种具有波长可选择的波分复用/解复用器件。本专利技术是利用外界电信号来调制波导微型谐振环和两条相互垂直的输入、输出直波导的折射率，使微型谐振环满足谐振条件的波长光信号在两个相互垂直的输入、输出直波导形成谐振，使输出直波导输出谐振的光信号，从而使波分复用/解复用器件具有波长的选择性。本专利技术利用波导技术提出一种波长可选择的波分复用/解复用器件，它包括基底，包层，总线信号波导传输通道，单波长波导传输通道，微型谐振环，相位调制器；单波长波导传输通道的总波长通道数为n，单波长波导传输通道分别用于传输n个波长信号λ-k；用于选择n个波长信号的微型谐振环；用于改变微型谐振环折射率结构的相位调制器；在包层的内部含有总线信号波导传输通道和单波长波导传输通道，包层的下表面与基底的上表面固定连接，微型谐振环和相位调制器的下表面与包层的上表面固定连接，总线信号波导传输通道和单波长波导传输通道相互垂直放置，微型谐振环位于总线信号波导传输通道和单波长波导传输通道的交叉点处，在相位调制器内部置有微型谐振环。在
技术介绍
的器件中，光波长信号的上/下载操作是光通信、光传感和信息处理系统中不可缺少的。如前所述传统的方法，甚至目前所广泛应用的方法仍然是利用波分复用器件与光开关的结合，同时还要求有光学滤波器和衰减器相辅助。这样，不仅造成了系统的复杂，而且成本过高。因此，在过去多年中，基于平面波导技术的光集成器件，例如在光学波分复用系统中，尤其是光通信系统中，一直是企盼着的对象，同时工业界和科研单位也一直没有停止过对此类器件的研发。目前所报导的基于平面波导技术的集成器件的研发是围绕成功的波分复用器件AWG、光开关、可调光衰减器和滤波器的集成。其中，AWG用于在空间上把多波长信号分开，或其反过程，光开关用于对所选择信号的上/下载操作，可调光衰减器的作用是把上载波长信号衰减到与其它原有信号相同的功率，以保护后面的探测器件，滤波器用于把下载的信号进行滤波，以得到更窄带宽的信号。本专利技术中的波长信号选择器件是采用直波导与微型谐振环，其中一条输入直波导为总线信号波导传输通道用做光信号的总线，进行光信号在下载前的输入和光信号上载后的传输。与总线信号波导传输通道垂直或准垂直相交的多条输出直波导为单波长波导传输通道用做单波长光信号的传输线，进行下载后各波长信号的输出或上载前的输入。直波导与微型谐振环可以在两个不同的波导层中，光波长信号的谐振过程是基于两层波导之间的垂直耦合。然而，本专利技术中所用的直波导与微型谐振环构成的谐振器与传统的或现有的直波导与微型谐振环构成的波长谐振器不同，上述传统的或现有的谐振器直接设计在一个特定的波长上，无论是否需要此波长输出，此波长信号都要输出，是一个被动式波长信号的选择作用。而本专利技术首先把对不同波长的微型谐振环设计在不同波长的谐振位置上，并使微型谐振环芯层的折射率比谐振条件的所要求的折射率高，当外界电信号施加于微型谐振环时，使微型谐振环的折射率满足这一通道的波长所要求的条件，即在不同位置对不同波长形成谐振输出。每一个微型谐振环的自由光谱区内只设计一个输出波长，且此波长只有借助于外界调制作用后才能实现谐振输出。这样，本专利技术的器件在结构、成本和应用范围等方面都比其它类似器件优越得多。本专利技术的主要用途1)可用于光通信系统中光波长信号的上/下载操作；2)可用于光学信息处理系统中的多波长信号可选择地并行滤波处理；3)可用于现代基于多通道波分复用技术的光纤传感系统中的信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
波导式可选波长波分复用／解复用器件的制备方法，其特征在于：是利用外界电信号来调制波导微型谐振环和两条相互垂直的输入、输出直波导的折射率，使波导微型谐振环满足谐振条件的波长光信号在两个相互垂直的输入、输出直波导内形成谐振，使输出直波导输出谐振的光信号，从而使波分复用／解复用器件具有波长的选择性。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙德贵，邓文渊，鄂书林，兰卫华，王鹏飞，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。