[发明专利]一种超大自由光谱范围的集成光学滤波器结构

权利要求书

1.一种超大自由光谱范围的集成光学滤波器结构，其特征在于，其包括入射波导(101)、出射波导(102)、弯曲波导(103)、左侧布拉格波导光栅(104)、右侧布拉格波导光栅(105)、拉锥渐变型波导光栅(106)、反向拉锥渐变型波导光栅(107)，其中：

所述入射波导(101)、弯曲波导(103)和出射波导(102)依次相连，构成边耦合波导；

所述左侧布拉格波导光栅(104)、拉锥渐变型波导光栅(106)、反向拉锥渐变型波导光栅(107)、右侧布拉格波导光栅(105)依次相连，且所述左侧布拉格波导光栅(104)与所述右侧布拉格波导光栅同轴；

所述弯曲波导(103)的最低点的垂线过所述拉锥渐变型波导光栅(106)、反向拉锥渐变型波导光栅(107)的连接点；

所述入射波导(101)、弯曲波导(103)、出射波导(102)、左侧布拉格波导光栅(104)、拉锥渐变型波导光栅(106)、反向拉锥渐变型波导光栅(107)、右侧布拉格波导光栅(105)均为单模波导；

所述左侧布拉格波导光栅(104)、拉锥渐变型波导光栅(106)、反向拉锥渐变型波导光栅(107)、右侧布拉格波导光栅(105)均为周期性结构，且四者的周期相等；

所述左侧布拉格波导光栅(104)与所述右侧布拉格波导光栅(105)构成F-P谐振腔；

所述弯曲波导(103)与所述F-P谐振腔构成侧边耦合F-P谐振腔；

所述左侧布拉格波导光栅(104)和右侧布拉格波导光栅(105)的禁带带宽中的较大值为Δλ_sb，F-P腔的自由光谱范围FSR_FP，则两者满足如下关系：

Δλ_sb＜2FSR_FP

且所述F-P谐振腔的谐振波长靠近所述的左侧布拉格波导光栅(104)和右侧布拉格波导光栅(105)的禁带的中部；

所述F-P腔的自由光谱范围FSR_FP的计算公式如下：

其中，L_pd为所述左侧布拉格波导光栅(104)和右侧布拉格波导光栅(105)的穿透深度，L_t为拉锥渐变型波导光栅(106)、反向拉锥渐变型波导光栅(107)的长度，n_g1表示单模波导(108)的群折射率，n_g2表示所述左侧布拉格波导光栅(104)与右侧布拉格波导光栅(105)的群折射率，n_g3表示所述拉锥渐变型波导光栅(106)、反向拉锥渐变型波导光栅(107)的群折射率；n_eff,w和n_eff,n是左侧布拉格波导光栅(104)、右侧布拉格波导光栅(105)中周期性变化的有效折射率；λ为滤波器结构的工作波长。

2.根据权利要求1所述的超大自由光谱范围的集成光学滤波器结构，其特征在于，该滤波器结构为左右对称结构，且Δλ_sb＜FSR_FP。

3.根据权利要求1或2所述的超大自由光谱范围的集成光学滤波器结构，其特征在于，该滤波器结构还包括位于拉锥渐变型波导光栅(106)、反向拉锥渐变型波导光栅(107)之间的单模波导(108)，所述弯曲波导(103)的最低点切线与所述单模波导(108)平行且存在间隙，构成侧边耦合波导结构；且所述弯曲波导(103)的最低点到所述单模波导(108)的垂线过所述单模波导(108)的中点