[发明专利]一种微腔耦合系统的制备方法和微波光子滤波器

权利要求书

1.一种微腔耦合系统的制备方法，其特征在于，包括：

S1，通过微光纤拉锥装置拉制一根锥区直径为10-20微米的第一锥形光纤，将第一锥形光纤从中间截断，得到尖端直径为10-20微米的光纤尖锥(203)；

S2，通过微光纤拉锥装置拉制一根用于微腔耦合的第二锥形光纤，所述第二锥形光纤为单模状态；

S3，利用二氧化碳激光加工装置使第一锥形光纤的光纤尖锥熔融并在表面张力的作用下形成微球结构(3101)；

S4，将所述微球结构(3101)以过耦合方式贴合在第二锥形光纤的锥区(3102)，得到微腔耦合系统(310)；

在微球腔微球结构(3101)的耦合中，采取的是粘合式过耦合的方法。

2.根据权利要求1所述的微腔耦合系统的制备方法，其特征在于，所述微光纤拉锥装置包括DFB激光器(101)、电位移平台(107)、两个相同的电位移滑块(102)、两个同的第一光纤夹具(103)、数据采集卡(110)、第一计算机(109)、电位移平台控制器(108)和用于对单模光纤进行加热的氢氧焰高温喷枪(106)；

其中所述两个电位移滑块(102)安装在电位移平台(107)的导轨上，所述两个电位移滑块(102)在电位移平台控制器(108)的控制下沿导轨移动，所述电位移滑块(102)与电位移平台控制器(108)相连；每个电位仪滑块上(102)均安装有一个光纤夹具；氢氧焰高温喷枪(106)安装在电位移平台(107)上且位于两个电位移滑块(102)之间；待拉锥的单模光纤用第一光纤夹具(103)固定；待拉锥的单模光纤(104)一端接DFB激光器(101)，另一端接数据采集卡(110)，数据采集卡(110)还与第一计算机(109)相连。

3.根据权利要求2所述的微腔耦合系统的制备方法，其特征在于，步骤S1包括：

将待拉锥的单模光纤放置于光纤拉锥台上，并用第一光纤夹具(103)固定；

把氢氧焰高温喷枪(106)放置在两光纤夹具的中心位置，并对单模光纤进行加热；

在第一计算机(109)处输入电位移滑块的移动距离，电位移平台控制器(108)接受第一计算机(109)的移动指令后，控制电位移滑块(102)移动进行光纤的拉锥，得到尖端直径为10-20微米的光纤尖锥(203)。

4.根据权利要求1所述的微腔耦合系统的制备方法，其特征在于，步骤S2还包括：

数据采集卡(110)实时监测单模光纤(104)的输出功率的变化；

当数据采集卡(110)监测到单模光纤(104)的输出为单模时，得到第二锥形光纤。

5.根据权利要求1所述的微腔耦合系统的制备方法，其特征在于，所述二氧化碳激光加工装置包括激光挡板(201)、第二光纤夹具(202)、CCD(204)、三维调节架(205)、硒化锌透镜(206)、氦氖激光器(207)、第二计算机(208)和二氧化碳激光器(209)；

第二光纤夹具(202)固定在三维调节架(205)上，氦氖激光器(207)用于对二氧化碳激光器(209)输出的二氧化碳激光进行校准和定位，硒化锌透镜(206)用于对二氧化碳激光进行聚焦，激光挡板(201)用于接收透过的激光，CCD(204)和第二计算机(208)连接，CCD用于监控微球的形状。

6.根据权利要求5所述的微腔耦合系统的制备方法，其特征在于，步骤S3包括：

将光纤尖锥(203)尾端的光纤固定在第二光纤夹具(202)上，调节三维调节架(205)使激光光斑位于光纤尖锥(203)的尖端；

调节激光功率以及微调光纤尖锥的位置，使光纤尖锥熔融；

熔融的光纤尖锥便能够在表面张力的作用下形成微球结构(3101)。

7.根据权利要求1所述的微腔耦合系统的制备方法，其特征在于，所述光纤尖锥(203)的尖端直径为10-20微米。

8.一种微波光子滤波器，其特征在于，包括：可调谐激光器(301)、矢量网络分析仪(302)、偏振控制器(303)、DP-MZM(304)、正交混频器(305)、射频放大器(306)、掺铒光纤放大器(307)、可调谐光衰减器(308)、权利要求1-7任意一项的微腔耦合系统(310)、光谱分析仪(309)和光电探测器(311)；

可调谐激光器(301)发出的窄线宽光载波经过偏振控制器(303)后，由DP-MZM(304)调制成双边带光波，双边带光波经过掺铒光纤放大器(307)进行放大后，通过可调节光衰减器(308)控制进入微腔耦合系统(310)的双边带光波的光功率；微腔耦合系统(310)输出的光信号分为两路，一路进入用于实时监测光信号的边带信息的光谱分析仪(309)，另一路通过光电探测器(311)后进入用于监测光信号的射频谱的矢量网络分析仪(302)；同时矢量网络分析仪(302)输出射频信号，输出的射频信号经过射频放大器(306)后通过正交混频器(305)加载到DP-MZM(304)上，实现边带的调制。