光子晶体光纤滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光纤滤波器领域，具体是一种光子晶体光纤滤波器。
【背景技术】
[0002] 光滤波器广泛应用于现代通信领域，但是基于传统光纤的光滤波器体积庞大而 且结构不灵活，在一定程度上阻碍了光纤通信系统大容量和集成化发展的趋势。近年来， 具有优良光学特性的光子晶体光纤（PCF)引起了人们的高度重视，而且灵活的结构为双 芯光子晶体光纤的实现提供新的方法，也为研制光滤波器提供了新的途径。例如，文献 "Design of narrow band-pass filters based on the resonant-tunneling phenomenon in multicore photonic crystal fibers" 报道了一种带宽 3. 8nm，长度 78. 5mm 的带通滤 波器。为了增强滤波器性能，其后又出现了基于光子晶体光纤填充方法设计的光滤波器， 文献"Wavelength-selective coupling of dual-core photonic crystal fiber with a hybrid light-guiding mechanism'，和"Wavelength-selective coupling of dual-core photonic crystal fiber and its application"有详细的报道，但填充增加了器件的制备 难度。现有文献中提到的双芯光子晶体光纤滤波器，普遍长度较长，并且功能单一，无法满 足要求。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种光子晶体光纤滤波器，以解决现有技术双芯光子晶体光 纤滤波器存在的长度过长、功能单一的问题。
[0004] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
[0005] 光子晶体光纤滤波器，包括背景材料，其特征在于：背景材料中设置有双芯结构的 纤芯，双芯结构由平行排列的纤芯A和纤芯B构成，其中纤芯A由正三角形排列的空气孔构 成，纤芯A中空气孔直径设为d2，空气孔间距设为A2，纤芯B亦由正三角形排列的空气孔构 成，纤芯B中空气孔直径设为Cl 1，空气孔间距设为Λ i，要求纤芯A中空气孔直径d2小于纤 芯B中空气孔直径Cl1，纤芯A中空气孔间距Λ/j、于纤芯B中空气孔间距Λ i，且纤芯A和 纤芯B间距为3 Alc3
[0006] 所述的光子晶体光纤滤波器，其特征在于：背景材料采用纯石英材质，通过采用 具体的纤芯B中空气孔直径Cl 1，纤芯A中空气孔直径d2，纤芯B中空气孔间距Λ i和纤芯A 中空气孔间距A2数值，该滤波器具有优良的滤波性能，以相同的纤芯输入和输出，可以构 成带阻滤波器；以不同的纤芯输入和输出，可以构成带通滤波器。
[0007] 所述的光子晶体光纤滤波器，其特征在于：纤芯B中空气孔直径Cl1= 1 μ m，纤芯B 中空气孔间距A1= 2 μ m，纤芯A中空气孔直径d2= 0· 441 μ m，纤芯A中空气孔间距Λ 2 = 1. 4 μ m〇
[0008] 本发明设计了一种双芯光子晶体光纤光滤波器，工作波长在1. 55 μm，在(I1 = 1 μπι, Λ丨=2 μπι, d 2= 0· 441 μπι和Λ 2= L 4 μπι结构参数下，该滤波器的带宽为58nm，附 近长度仅为I. 83mm，明显比目前文献报道的光滤波器的长度短。而且数值计算可以看出，以 相同的纤芯输入和输出，可以构成带阻滤波器；以不同的纤芯输入和输出，可以构成带通滤 波器。因此，本发明可以根据需要选取输入和输出端，实现不同的滤波功能。本发明将在集 成光通信系统的发展中产生重要的指导意义。
【附图说明】
[0009] 图1为本发明双芯光子晶体光纤光滤波器的结构图。
[0010] 图2为本发明【具体实施方式】中纤芯A和纤芯B的归一化光功率随光传输距离的变 化图。
[0011] 图3为本发明【具体实施方式】中光滤波器的输出特性图。
【具体实施方式】
[0012] 参见图1所示，光子晶体光纤滤波器，包括背景材料1，背景材料1中设置有双芯 结构的纤芯，双芯结构由平行排列的纤芯A和纤芯B构成，其中纤芯A由正三角形排列的空 气孔2构成，纤芯A中空气孔2直径设为d 2，空气孔2间距设为Λ 2，纤芯B由正三角形排列 的空气孔3构成，纤芯B中空气孔3直径设为Cl1，空气孔3间距设为Λ i，要求纤芯A中空气 孔2直径d/j、于纤芯B中空气孔3直径d i，纤芯A中空气孔2间距Λ2小于纤芯B中空气 孔3间距Λ i，且纤芯A和纤芯B间距为3 Λ i。
[0013] 背景材料1采用纯石英材质，通过采用具体的纤芯B中空气孔3直径Cl1，纤芯A中 空气孔2直径d 2，纤芯B中空气孔3间距Λ i和纤芯A中空气孔2间距Λ 2数值，该滤波器 具有优良的滤波性能，以相同的纤芯输入和输出，可以构成带阻滤波器；以不同的纤芯输入 和输出，可以构成带通滤波器。
[0014] 纤芯B中空气孔3直径Cl1= 1 μ m，纤芯B中空气孔3间距Λ 1= 2 μ m，纤芯A中 空气孔2直径d2= 0. 441 μ m，纤芯A中空气孔2间距Λ 2= 1. 4 μ m。 具体实施例：
[0015] 取(I1= 1 μπι, Λ 丨=2 μπι, d2= 0· 441 μπ^Ρ Λ 2= 1. 4 μπι 对本发明光子晶体光纤 光滤波器的性能进行计算。
[0016] 如图2所示，图2中，实线为纤芯A的归一化光功率随光传输距离的变化曲线，虚 线为纤芯B的归一化光功率随光传输距离的变化曲线，由归一化功率公式（公式1和公式 2)得到：
[0019] 如图3所示，由公式3得到： _7] _ _8] 轉:
[0020]
II),
【主权项】
1. 光子晶体光纤滤波器，包括背景材料，其特征在于：背景材料中设置有双芯结构的 纤芯，双芯结构由平行排列的纤芯A和纤芯B构成，其中纤芯A由正三角形排列的空气孔构 成，纤芯A中空气孔直径设为d 2，空气孔间距设为A2，纤芯B亦由正三角形排列的空气孔构 成，纤芯B中空气孔直径设为Cl 1，空气孔间距设为A i，要求纤芯A中空气孔直径d2小于纤 芯B中空气孔直径Cl1，纤芯A中空气孔间距A/j、于纤芯B中空气孔间距A i，且纤芯A和 纤芯B间距为3 Alc32. 根据权利要求1所述的光子晶体光纤滤波器，其特征在于：背景材料采用纯石英材 质，通过采用具体的纤芯B中空气孔直径Cl1，纤芯A中空气孔直径d 2，纤芯B中空气孔间距 A1和纤芯A中空气孔间距A 2数值，该滤波器具有优良的滤波性能，以相同的纤芯输入和 输出，可以构成带阻滤波器；以不同的纤芯输入和输出，可以构成带通滤波器。3. 根据权利要求1或2所述的光子晶体光纤滤波器，其特征在于：纤芯B中空气孔直 径Cl1= Iy m，纤芯B中空气孔间距A 1= 2 ym，纤芯A中空气孔直径d2= 0.441 ym，纤芯 A中空气孔间距A2= I. 4 ym。
【专利摘要】本发明公开了一种双芯光子晶体光纤光滤波器，其纤芯为平行排列的纤芯A和纤芯B构成的双芯结构，且其背景材料为纯石英，其中纤芯A、B分别由正三角形晶格结构排列的圆形空气孔构成。通过调节纤芯结构参数，使双芯光子晶体光纤在1.55μm处实现相位匹配，使光滤波器工作在常用的通信波段。本发明取空气孔折射率为1，石英的折射率为1.45，以相同的纤芯输入和输出，可以构成带阻滤波器；以不同的纤芯输入和输出，可以构成带通滤波器。因此，本发明可以根据需要选取输入和输出端，实现不同的滤波功能。本发明将在集成光通信系统的发展中产生重要的指导意义。
【IPC分类】G02B6/02
【公开号】CN105137530
【申请号】CN201510563625
【发明人】姜海明, 王二垒, 谢康
【申请人】合肥工业大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月7日