專利名稱：光折變長周期波導光柵濾波器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及集成光學領域與光通信無源器件領域，尤其涉及光折變長周期波導光柵濾波器。
背景技術：
光柵濾波器的功能是在多波長的輸入光信號中，根據需要選擇出特定波長的光信號，是實現大容量、高速率全光網通信的關鍵節點器件，在WDM光網絡系統中有著廣泛的應用。基于光柵結構的光濾波器按其光柵周期可分為布拉格光柵光濾波器和長周期光柵光濾波器。布拉格光柵濾波器顯帶阻特性，反射的中心波長是布拉格波長，布拉格波長滿足λ = 2ηΛ，η表示光纖纖芯(波導)的平均折射率，Λ為光柵周期。長周期光柵濾波器則顯帶通特性，將波長滿足相位匹配條件的光從光纖纖芯(波導)中耦合到包層中，其余波長的光繼續在光纖纖芯(波導)內傳播。基于光柵結構的光濾波器按其光柵的制作方法又可分為激光直寫光柵、光刻光柵、聲光調制光柵、電光調制光柵和熱光調制光柵。激光直寫光柵濾波器利用大功率脈沖激光，在包層上直接刻出光柵；光刻光柵濾波器通過在波導上旋涂光刻膠，然后用掩膜板蓋在光刻膠層之上，再用激光照射，殘留的光刻膠就形成光柵。用上述兩種方法制作的光柵難以擦除，因此材料不能重復利用。聲光調制光柵濾波器是利用晶體的聲光效應通過超聲波使晶體折射率產生周期性的改變以形成布拉格光柵；電光或熱光調制光柵濾波器利用晶體的電光或熱光效應，通過在波導上加裝電極插指或熱片插指(插指的間隙就是光柵周期Λ )，然后施加電壓或控制溫度來制作折射率光柵。以上三種方法都需在波導上加裝精細的裝置，使整個制作工藝變得復雜。總之，目前的光柵濾波器存在著結構復雜、制作困難和材料重復利用率低等缺點。發明內容為了克服現有的光柵濾波器的結構復雜、制作困難和材料重復利用率低的不足，本實用新型提供一種簡化結構、制作方便、材料重復利用率較高的光折變長周期波導光柵濾波器。為了解決上述技術問題采用的技術方案為一種光折變長周期波導光柵濾波器，包括輸入尾纖和輸出尾纖，所述光折變長周期波導光柵濾波器還包括光折變長周期波導光柵，所述光折變長周期波導光柵包括基底，所述基底為X切Z傳的LiNbO3晶體或Y切Z傳的LiNbO3晶體，所述基底上設置包層，所述包層上設置Z向布置的單模波導，所述單模波導上制作光折變全息光柵，所述單模波導的兩個端面分別與所述輸入尾纖和輸出尾纖連接。進一步，所述單模波導的兩個端面分別與所述輸入尾纖和輸出尾纖粘合固定連接。[0010]再進一步，所述單模波導的兩個端面分別與所述輸入尾纖和輸出尾纖通過夾具固定連接。本實用新型的技術構思為用雙光束干涉方法制作光折變光柵，裝置和工藝簡單，而且利用光折變光柵在暗條件下可保持數年的特性，方便使用且性能可靠。另外，利用鈮酸鋰晶體中光折變光柵可以擦除和再建立的特點，通過改變記錄角度，就可以得到新的光柵周期，達到對不同波長濾波的目的，從而提高材料的重復利用率。本實用新型的有益效果主要體現在1、只需利用雙光束干涉就可制作長周期波導光柵，不需要在鈮酸鋰晶體上加裝電極等復雜結構，也避免了利用刻蝕等復雜的集成光學工藝制作光柵，使得制造技術簡單；2、光折變光柵可以擦除和再建立，可提高材料的重復利用率。
圖I是本實用新型光折變長周期波導光柵濾波器的結構示意圖。圖2是本實用新型雙光束干涉法制作光折變全息光柵示意圖。圖3是本實用新型光折變長周期波導光柵濾波器應用裝置示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施方式作進一步描述。實施例I參照圖I 圖3，一種光折變長周期波導光柵濾波器，包括輸入尾纖101和輸出尾纖105，所述光折變長周期波導光柵濾波器還包括光折變長周期波導光柵，所述光折變長周期波導光柵包括基底103，所述基底103為X切Z傳的LiNbO3晶體或Y切Z傳的LiNbO3晶體，所述基底103上設置包層102，所述包層102上設置Z向布置的單模波導104，所述單模波導104上制作光折變全息光柵106，所述單模波導104的兩個端面分別與所述輸入尾纖101和輸出尾纖105連接。所述單模波導104的兩個端面分別與所述輸入尾纖101和輸出尾纖105粘合固定連接。利用有效折射率法確定單模波導104和包層102的幾何尺寸、導模參數和有效折射率。根據單模波導104的有效折射率和包層的有效折射率，利用長周期波導光柵的相位匹配條件，確定對應各個濾波波長時的光柵周期，采用雙光束干涉方法制作出全息光折變光柵。本實施例的光折變長周期波導光柵濾波器的制作方法，包括以下步驟步驟I鈮酸鋰基底單模波導的制作單模波導的參數計算和制作方法與前述一致，特別指出的是參照圖1，本實用新型中使用的波導是以鈮酸鋰晶體為基底103，經過第一次擴鈦形成包層102，再經第二次擴鈦形成單模波導104 ;單模波導上制作的光柵106是光折變全息光柵。步驟2光折變長周期波導光柵的制作參照圖2，記錄激光201，優選的，可以是氬離子激光，或者532nm的倍頻Nd: YAG激光，被分束鏡202分成兩束光，其中一束光經反射鏡203反射后形成一路干涉光205入射到鈮酸鋰波導上。通過分束鏡202之后的另一束光經過反射鏡204反射之后形成另一路干涉光206也入射到鈮酸鋰波導上。兩束光205和206在鈮酸鋰波導上相遇，形成干涉條紋，最后通過光折變效應形成光折變長周期波導光柵106。步驟3濾波器的制作和應用參照圖1，在制作成功的光折變長周期波導光柵的兩端面分別加上輸入尾纖101和輸出尾纖105，就制成了光折變長周期波導光柵濾波器。尾纖101和105是直接對準并粘合固定在波導上的。參照圖3，波分復用信號光(其光譜如301)先耦合進輸入尾纖101中，再耦合進波導；光通過長周期波導光柵后，與光柵發生諧振的波長被耦合進包層并損耗掉；其余波長率禹合出波導，進入輸出尾纖105,得到輸出信號光(其光譜如302)。實施例2參照圖I 圖3，本實施例與實施例I的不同之處在于在制作成功的光折變長周期波導光柵的兩端面分別加上輸入尾纖101和輸出尾纖105，就制成了光折變長周期波導光柵濾波器。輸入尾纖101和輸出尾纖105是通過夾具固定后、直接對準緊貼在波導端面上。本實施例的其他結構和實現方式與實施例I完全相同。
權利要求1.一種光折變長周期波導光柵濾波器，包括輸入尾纖和輸出尾纖，其特征在于所述光折變長周期波導光柵濾波器還包括光折變長周期波導光柵，所述光折變長周期波導光柵包括基底，所述基底為X切Z傳的LiNbO3晶體或Y切Z傳的LiNbO3晶體，所述基底上設置包層，所述包層上設置Z向布置的單模波導，所述單模波導上制作光折變全息光柵，所述單模波導的兩個端面分別與所述輸入尾纖和輸出尾纖連接。
2.如權利要求I所述的光折變長周期波導光柵濾波器，其特征在于所述單模波導的兩個端面分別與所述輸入尾纖和輸出尾纖粘合固定連接。
3.如權利要求I所述的光折變長周期波導光柵濾波器，其特征在于所述單模波導的兩個端面分別與所述輸入尾纖和輸出尾纖通過夾具固定連接。
專利摘要一種光折變長周期波導光柵濾波器，包括輸入尾纖和輸出尾纖，所述光折變長周期波導光柵濾波器還包括光折變長周期波導光柵，所述光折變長周期波導光柵包括基底，所述基底為X或Y切Z傳的LiNbO3晶體，所述基底上設置包層，所述包層上設置Z向布置的單模波導，所述單模波導上制作光折變全息光柵，所述單模波導的兩個端面分別與所述輸入尾纖和輸出尾纖連接。本實用新型簡化結構、制作方便、材料重復利用率較高。
文檔編號G02B6/02GK202600185SQ20122007002
公開日2012年12月12日 申請日期2012年2月29日 優先權日2012年2月29日
發明者張明, 陳劉偉, 王東旭, 樂孜純 申請人:浙江工業大學