[发明专利]基于有源-无源光学微腔耦合系统的片上可调谐光隔离器

摘要

本发明公开了一种基于有源‑无源光学微腔耦合系统的片上可调谐光隔离器，包括有源光学微腔（1）、无源光学微腔（2）、第一光纤（3）和第二光纤（4），第一光纤（3）和有源光学微腔（1）耦合，有源光学微腔（1）和无源光学微腔（2）耦合，第二光纤（4）与无源光学微腔（2）耦合。本发明的光隔离器具有灵敏度高、可调范围广、制备简单和易集成的特性。

主权项

1.一种基于有源‑无源光学微腔耦合系统的片上可调谐光隔离器，其特征在于：包括有源光学微腔(1)、无源光学微腔(2)、第一光纤(3)和第二光纤(4)，所述第一光纤(3)和所述有源光学微腔(1)耦合，所述有源光学微腔(1)和所述无源光学微腔(2)耦合，所述第二光纤(4)与所述无源光学微腔(2)耦合，所述第一光纤(3)的两端为port1和port2，所述第二光纤(4)的两端为port3和port4；其中所述有源光学微腔(1)和无源光学微腔(2)的直径均55μm‑60μm；所述有源光学微腔(1)和无源光学微腔(2)均为微环芯型光学微腔；有源光学微腔(1)中掺杂Er⁺³离子；泵浦后能提供增益；无源光学微腔提供损耗；微环芯型光学微腔是一种回音壁光学微腔，它是由普通的微盘经过激光回流制得；微盘的边缘在回流过程中卷缩，形成微环芯光学微腔；该片上可调谐光隔离器的制备方法包括：1)、用高温拉伸法拉制直径1‑5μm的第一光纤(3)，并将第一光纤(3)水平悬空固定在位移台上，第一光纤(3)为单模光纤；2)、搭建合适的光路，使探测光和泵浦光经过波分复用器合成一束进入第一光纤(3)的port 1，从port 2出来接波分复用器将探测光和泵浦光分开分别接探测器和示波器，以监测透射谱的变化；3)、制备和挑选有源光学微腔(1)和无源光学微腔(2)，并对基底形状进行加工，便于微腔靠近耦合；所述有源光学微腔(1)由掺Er⁺³离子的氧化硅溶胶凝胶薄膜制得；4)、将有源光学微腔(1)放在热电制冷器上再放到纳米位移台上，找到合适的光纤位置，调节位移台使有源光学微腔(1)与第一光纤(3)耦合，调节耦合强度和偏振使探测光和泵浦光都得到合适的谐振谱线；5)、将无源光学微腔(2)放在热电制冷器上再放到纳米位移台上，调节位移台使无源光学微腔(2)与有源光学微腔(1)耦合，调节温度使两个微腔的谐振波长近似相等，探测光透射谱线上出现两个劈裂的谷；6)、增加泵浦光功率，提高增益，透射谱线上劈裂的谷变为劈裂的峰，在此过程中因为热光效应有源光学微腔(1)谐振频率会有漂移，需同时调节无源光学微腔(2)的温度以保证两个峰的高度相等，即两个腔谐振频率一致；7)、用高温拉伸法拉制直径1‑5μm的第二光纤(4)，并第二光纤(4)水平悬空固定在位移台上与无源光学微腔(2)耦合，第二光纤(4)为单模光纤。