[发明专利]中心波长及滤波带宽独立可调的集成化光滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种中心波长及滤波带宽独立可调的集成化光滤波器。

背景技术

波分复用(WDM，Wavelength-Division Multiplexing)光纤通信系统已经成为现代高速宽带通信网的基础平台。作为光纤通信系统的核心设备，可重构光分插复用器(ROADM，Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer)的使用给网络的运营带来了更多业务开展的便利和运营成本的降低。ROADM在光域以波长为单位对信号进行分插与复用，因其透明性、灵活性和可扩展性，它越来越受到网络运营商的青睐。

理想的可重构光网络是能以任何频率间隔在任何方向上下(或直通)任何波长。为实现这个目标，要求下一代ROADM具有以下特性：波长无关性(Colorless)：各端口可承载任意波长；方向无关性(Directionless)：任意波长可以以任意方向实现上下以及直通等功能；无冲突(Contentionless)：在任意方向上实现任意波长的上下或直通；灵活栅格(Gridless)：波长间隔灵活可调。这些特征一般被合称为CDCG。

中心波长及滤波带宽独立可调的光滤波器是实现具有CDCG特征的下一代ROADM的关键单元，世界范围内的运营商及研究机构均对它展开了广泛的研究。

韩国研究者在1999年申请了WIPO专利“Bandwidth-variable optical filter”(WO/2000/041012)，通过调节入射光在法布里-珀罗(FP，Fabry-Perot)结构上的入射角度，控制所通过光信号的带宽。该方案采用了透镜、FP腔等体光学元件，总体结构体积较大，滤波效果也不甚理想。

阿尔卡特-朗讯(Alcatel-Lucent)公司于2011年申请了美国专利“Bandwidth adjustable bandpass filter”(US20120189310)，通过主体为马赫-曾德(MZ，Mach-Zehnder)结构，其调节臂上附加环形谐振腔结构的方式实现了滤波带宽可调的光滤波器。该方案较为集成化，其中的环形谐振腔其实就是传统的FP腔的一种集成度更高的形式。

上述已公开的方案体积大，成本高，稳定性差，调节与控制困难。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种中心波长及滤波带宽独立可调的集成化光滤波器，可以用来解决既有的光滤波器体积大，成本高，稳定性差，调节与控制困难等问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种中心波长及滤波带宽独立可调的集成化光滤波器，包括：

输入光波导，其输入端用于输入待处理的宽带光信号，另一端为宽度逐渐缩小的波导；

第一级高阶光滤波器，其由至少两个第一可调谐微环谐振器串联而成，且所述两个第一可调谐环谐振器与输入光波导及中间光波导的输入端一侧相邻近，所述待处理的宽带光信号从输入光波导耦合至所述第一级高阶光滤波器，并将波长位于所述第一级高阶光滤波器的通带内的光耦合至中间光波导中；

中间光波导，其输入端一侧与所述第一级高阶光滤波器相邻近，并将所述第一级高阶光滤波器滤出的光传导至第二级高阶光滤波器；

第二级高阶光滤波器，其由至少两个第二可调谐微环谐振器串联而成，且所述至少两个第二可调谐微环谐振器与中间光波导输出端一侧及输出光波导相邻近，所述第二级高阶光滤波器将从所述中间光波导传导来的光中波长位于所述第二级高阶光滤波器通带内的部分耦合至输出光波导中；

输出光波导，其一端为宽度逐渐缩小的波导，另一端为输出端，其将第二级高阶光滤波器滤出的光信号传导至输出端，完成集成化光滤波器的滤波功能。

本发明的突出优点是：采用可调谐微环谐振器作为滤波单元，相比其他实现方式，本方案的体积更小、集成度高、稳定度高、调节与控制方便的优点，方便被直接用于ROADM等光通信用器件与模块的构建中。相对于现有技术，本方案的突出优点是不采用分立元件，而是采用可调谐微环谐振器这种集成元件。由于整个器件集成于某种材料平台上通过半导体平面工艺制作，整个器件体积小，稳定度高，控制方便。

附图说明

为进一步说明本发明的技术内容，以下结合实施例及附图，进一步详细描述本发明的内容，其中：