专利名称：可温度调谐的周期性光学超晶格多波长滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种滤波器技术领域的装置，具体是一种可温度调谐的周期性光学超晶格多波长滤波器。
背景技术：
周期性介电体晶格材料，特别是周期极化的铌酸锂LiNbO3，钽酸锂LiTaO3和其它铁电晶体(也可包括非铁电的非线性光学材料)已被广泛地应用于各种光参量过程，如激光的倍频、和频、光参量振荡和放大等；同时，铌酸锂LiNbO3，钽酸锂LiTaO3和其它铁电晶体又是一种双折射晶体，特别的，铌酸锂LiNbO3，钽酸锂LiTaO3都是单轴的双折射晶体，对于单轴的晶体来说，还有一个重要的用途就是偏光干涉。
索科(Solc)滤波器是一种基于偏振光干涉原理的光谱滤波器。传统的索科滤波器是由两块正交偏振片中间夹有一系列方位角按一定规则排列的半波片构成的，一般分为两种，一种为折叠型，其中半波片的方位角按±θ交错排列；另一种为扇型，半波片的方位角按+θ，+2θ，+3θ，…，+Nθ规律排列。就波的传播来说，索科滤波器可看成一种周期性介质，因此使得在周期性极化铁电晶体中实现索科型滤波成为可能。当对周期性极化铁电晶体施加均匀的Y向电场时，正负畴的光轴偏转方位角便形成了±θ的交错排列，由此便达到了索科型单波长滤波的效果。
经对现有技术文献的检索发现，Yiming Zhu等在《Optics Communications》(《光学通信》)Vol.228，139-143(2003)上发表的“Wide-range tunablewavelength filter in periodically poled lithium niobate”(周期性极化铌酸锂中的宽谱可调谐波长滤波器)，该文中提供了一种利用温度调节装置在较宽波长范围内实现可调谐的单波长滤波器。但在实际的光通信系统中，仅有单波长滤波往往是不够的。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提出了的一种可温度调谐的周期性光学超晶格多波长滤波器，使其在较大的波长范围内实现滤波，且滤波输出的各中心波长可以通过调节温度设置分别加以调节。
本发明是通过如下技术方案实现的，本发明包括两个正交偏振片、介电体晶片、第一温度控制装置、第二温度控制装置，两个正交偏振片之间设有介电体晶片，介电体晶片下方平铺有第一温度控制装置、第二温度控制装置，第一温度控制装置、第二温度控制装置将介电体晶片划分为两个不同的温度区域，每一个区域作为一个单波长索科型滤波器。
所述第一温度控制装置、第二温度控制装置，其覆盖整个介电体晶片，使得介电体晶片上的每个部分的温度都能够通过此装置均匀地加以调节，避免了晶片上温度不均的问题。
所述第一温度控制装置、第二温度控制装置均为帕尔贴。
所述第一温度控制装置、第二温度控制装置均呈薄片状，接通电源后，薄片一面相对室温升温，为升温面，另一面相对室温降温，为降温面。
所述介电体晶片，其上下表面平行，并且上下表面的法线方向与介电体晶片内的各正负铁电畴光轴方向之间的成一方位角。
所说介电体晶片，为单畴铌酸锂、单畴钽酸锂或单畴铁电晶体其中之一。
本发明工作时，在普通电光周期性极化铁电晶体单波长滤波器的介电体晶片下方，增设第一温度控制装置、第二温度控制装置，使得介电体晶片被划分为两个不同的温度区域，每一个区域都可以看作起到一个单波长滤波器的滤波效果，综合每一个区域的作用之后，最终就得到一个多波长输出的滤波器，根据所需输出的各个波长值，计算每个温度区域应设定的局部温度，每一个温度对应一个输出波长，以实现符合需要的多波长滤波，当其中的一个或多个波长需要调谐到一个新的值时，再次计算相应温度区域应设定的新的局部温度，以实现调谐后的多波长滤波，此装置可以在较大的波长范围内实现调谐。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果本发明在电光周期性极化铁电晶体滤波器中实现了可较大范围内温度调谐的多波长输出，调谐效率为约-0.598nm/℃，可调谐波长范围可达几十纳米，这使得光学滤波器更加适用于实际的光通信系统，且结构简单，易于集成。
图1为本发明结构示意图。
具体实施例方式 下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例为将晶片通过控温装置划分为两个温度区域，包括介电体晶片1、两个正交偏振片2、第一温度控制装置3，第二温度控制装置4，两个正交偏振片2之间设有介电体晶片1，介电体晶片1下方设有平铺的第一温度控制装置3，第二温度控制装置4，第一温度控制装置3，第二温度控制装置4将介电体晶片1划分为两个不同的温度区域，每一个区域作为一个单波长索科型滤波器。
所述介电体晶片1，为周期性极化单畴铌酸锂晶体，大小为41.15(L)×10(W)×0.5(T)mm3。
所述介电体晶片1，其上下表面平行，并且上下表面的法线方向与介电体晶片1内的各正负铁电畴光轴方向之间的成一方位角。
所述第一温度控温装置3、第二温度控温装置4覆盖整个介电体晶片1。
所述第一温度控温装置3、第二温度控温装置4均为帕尔贴。
所述第一温度控温装置3、第二温度控温装置4均呈薄片状，接通电源后，薄片一面相对室温升温，为升温面，另一面相对室温降温，为降温面。
所述第一温度控温装置3，其升温面与介电体晶片1相贴，第二温度控温装置4其降温面与介电体晶片1相贴，或者所述第一温度控温装置3、第二温度控温装置4均设置为升温或降温装置，但两者的升温和降温幅度不同，以获得两个不同的温度区域。
本实施例中采用的光源波长范围为约1530-1560nm，根据中心波长公式λv＝(no-ne)Λ及Sellmeier方程λv为中心波长、no为寻常光折射率、ne为非寻常光折射率、Λ为一个极化周期的长度即一个正畴加上一个负畴的长度之和、v为正整数、n为寻常光或非寻常光折射率，A1、A2、A3、A4和B1、B2、B3为常数，F＝(T-24.5)(T+570.5)，λ为波长，T为温度，温度T设置为室温值，推导出介电体晶片1周期值的可允许分布的范围，按照此范围在介电体晶片1上加工相应的周期，在本实施例中使用周期为20.8μm。
本实施例工作时，第一温度控制装置3和第二温度控制装置4将介电体晶片1划分为两个不同的温度区域，每一个温度区域相当于一个单波长滤波器的作用，综合起来就得到了多波长的滤波效果，当改变第一温度控制装置3和第二温度控制装置4的工作电压电流时，第一温度控制装置3和第二温度控制装置4的上下表面即会分别产生升温和降温的效果，这就引起了介电体晶片1各温度区域内局部温度的改变，由此实现对各个中心波长的调谐。当第一温度控制装置3温度设为26.1摄氏度和第二温度控制装置4温度设为21.2摄氏度，此时输出的中心波长分别为1540.616nm和1543.63nm。当第一温度控制装置3温度设为32.1摄氏度和第二温度控制装置4温度设为22.9摄氏度时，此时输出的中心波长也被随之调节到了1538.562nm和1545.6845nm，本实施例结果与理论输出值的吻合度很好，因此完全可以作为多波长可调谐滤波器使用。
本实施例中使用帕尔贴的作为温度控制装置只是控温方式的一种，在此仅作说明之用，其它可选的还包括温度腔等局部控温方式。
本实施例根据需要输出的中心波长，通过λv＝(no-ne)Λ来计算出晶片上合适的温度分布，然后通过调节温度控制装置来达到此温度分布，在电光周期性极化铁电晶体滤波器中实现了可较大范围内温度调谐的多波长输出，调谐效率为约-0.598nm/℃，可调谐波长范围可达几十纳米，这使得光学滤波器更加适用于实际的光通信系统，且结构简单，易于集成。
权利要求
1.一种可温度调谐的周期性光学超晶格多波长滤波器，包括两个正交偏振片、介电体晶片，其特征在于，还包括第一温度控制装置、第二温度控制装置，两个正交偏振片之间设有介电体晶片，介电体晶片下方平铺有第一温度控制装置、第二温度控制装置，第一温度控制装置、第二温度控制装置将介电体晶片划分为两个不同的温度区域，每一个区域作为一个单波长索科型滤波器。
2.根据权利要求1所述的可温度调谐的周期性光学超晶格多波长滤波器，其特征是，所述第一温度控制装置、第二温度控制装置，其覆盖整个介电体晶片。
3.根据权利要求1或2所述的可温度调谐的周期性光学超晶格多波长滤波器，其特征是，所述第一温度控制装置、第二温度控制装置均为帕尔贴。
4.根据权利要求1或2所述的可温度调谐的周期性光学超晶格多波长滤波器，其特征是，所述第一温度控制装置、第二温度控制装置均呈薄片状，其接通电源后，薄片一面相对室温升温，为升温面，另一面相对室温降温，为降温面。
5.根据权利要求1所述的可温度调谐的周期性光学超晶格多波长滤波器，其特征是，所说介电体晶片，为单畴铌酸锂、单畴钽酸锂或单畴铁电晶体其中之一。
全文摘要
一种滤波器技术领域的可温度调谐的周期性光学超晶格多波长滤波器，包括，两个正交偏振片、介电体晶片、第一温度控制装置、第二温度控制装置，两个正交偏振片之间设有介电体晶片，介电体晶片下方平铺有第一温度控制装置、第二温度控制装置，第一温度控制装置、第二温度控制装置将介电体晶片划分为两个不同的温度区域，每一个区域作为一个单波长索科型滤波器。本发明可在较大的波长范围内实现多个中心波长的可调谐输出，且结构简单，易于集成。
文档编号G02F1/01GK101162342SQ20071017077
公开日2008年4月16日 申请日期2007年11月22日 优先权日2007年11月22日
发明者石剑虹, 王婧荷, 陈险峰, 周琢尔, 钰 朱, 张一帅 申请人:上海交通大学