專利名稱：雙電極溫度調(diào)諧聚合物波導(dǎo)Bragg雙面光柵濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光纖光柵元器件領(lǐng)域，尤其涉及涉及熱光調(diào)諧聚合物波導(dǎo)Bragg光柵設(shè)計(jì)和制造技木。
背景技術(shù)：
波導(dǎo)光柵濾波器是 波分復(fù)用系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，集成的波導(dǎo)光柵已被廣泛的應(yīng)用于波導(dǎo)輸入輸出稱合器、分束器、濾波器、傳感器等。有機(jī)聚合物因?yàn)榫哂袀鬏敁p耗低、熱穩(wěn)定和可靠性高、高熱光系數(shù)和低熱傳導(dǎo)率、兼容性好、造價(jià)低廉、易于集成等優(yōu)勢。目前，有機(jī)聚合物逐漸成為集成光學(xué)中重要材料。用有機(jī)聚合物材料可使器件設(shè)計(jì)和制作有較大的靈活性。同時(shí)聚合物材料熱光效應(yīng)比較明顯，適合制備聚合物熱光調(diào)諧光柵器件。傳統(tǒng)溫度調(diào)諧光柵器件只有單一光柵和單ー電極，由于受到結(jié)構(gòu)的限制，存在反射率峰值不高，光柵長度長、熱光調(diào)諧范圍小、調(diào)制速率低等問題，影響了器件的整體性能

實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型目的針對上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本實(shí)用新型提供了ー種周期內(nèi)有效折射率差別更大，反射率更大，雙電極同時(shí)進(jìn)行電流的控制的雙電極溫度調(diào)諧聚合物波導(dǎo)Bragg雙面光柵濾波器，使其調(diào)諧速率更快。反射譜參數(shù)更穩(wěn)定。技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種雙電極溫度調(diào)諧聚合物波導(dǎo)Bragg雙面光柵濾波器，包括恒溫板、硅基板、下包層、下電極、波導(dǎo)雙面光柵、上包層和上電極，所述恒溫板、硅基板、下包層、下電極、波導(dǎo)雙面光柵、上包層和上電極從下往上依次疊合在一起；所述下電極和上電極均設(shè)有電極引線，并通過該電極引線與電流源連接組成升溫裝置；所述波導(dǎo)雙面光柵包括下光柵、直波導(dǎo)和上光柵，并由所述下光柵、直波導(dǎo)和上光柵從下至上依次疊合構(gòu)成。本實(shí)用新型在波導(dǎo)雙面光柵兩側(cè)均刻有光柵結(jié)構(gòu)，，從而使周期波導(dǎo)有效折射率的差值會隨之増大，反射率也會増大。濾波器工作時(shí)電流源輸出電流使波導(dǎo)雙面光柵兩側(cè)上電極和下電極同時(shí)產(chǎn)生熱量對其進(jìn)行溫度調(diào)諧，可使調(diào)諧速率更快，反射參數(shù)更穩(wěn)定。作為優(yōu)選，所述下包層、上包層和波導(dǎo)雙面光柵的材料熱光系數(shù)為負(fù)數(shù)。波導(dǎo)雙面光柵材料選擇為熱光系數(shù)較大的聚合物材料，上下兩個(gè)電極選用電流控制的加熱電扱。通過注入電流可調(diào)整波導(dǎo)光柵結(jié)構(gòu)有效折射率的變化，則諧振波長會隨之變化。實(shí)現(xiàn)波長溫度調(diào)諧的功能。作為優(yōu)選，所述波導(dǎo)雙面光柵材料采用紫外光固化有機(jī)聚合物，該有機(jī)聚合物的熱光特性為-1.8X10_4/°C有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)在波導(dǎo)雙面光柵兩側(cè)均刻有光柵結(jié)構(gòu)，從而使周期波導(dǎo)有效折射率的差值會隨之増大，反射率也會増大；同時(shí)雙電極進(jìn)行電流的控制，可以使得調(diào)諧速率更快，反射譜參數(shù)更穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)很好的反射、調(diào)諧效果，可有效減小光柵的長度，做到利于器件集成的效果。

[0010]圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例與傳統(tǒng)波導(dǎo)光柵濾波器的反射率溫度調(diào)諧對比；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例與傳統(tǒng)波導(dǎo)光柵濾波器的帶寬溫度調(diào)諧對比；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例與傳統(tǒng)波導(dǎo)光柵濾波器的波長溫度調(diào)諧對比。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)ー步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍，在閱讀了本實(shí)用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實(shí)用新型的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。如圖I所示，ー種雙電極溫度調(diào)諧聚合物波導(dǎo)Bragg雙面光柵濾波器，將恒溫板I、娃基板2、下包層3、下電極4、波導(dǎo)雙面光柵、上包層5和上電極6從下往上依次疊合在一起；在所述下電極4和上電極6上引出電極引線10，并通過該電極引線10與電流源11連接組成加熱用的升溫裝置，同時(shí)上述波導(dǎo)雙面光柵包括下光柵7、直波導(dǎo)8和上光柵9，并由所述下光柵7、直波導(dǎo)8和上光柵9從下至上依次疊合構(gòu)成。室溫下，光在波導(dǎo)雙面光柵中
傳輸，中心波長 Xb = 2neff A，3dB 帶寬 AI = Ib j(f)2+(を)2，反射率^ ax =tanh2(^Z—)
的波被反射回來，其中nrff為波導(dǎo)有效折射率，A為光柵周期，An表示ー個(gè)周期內(nèi)有效折射率的平均變化，L為光柵長度。對波長表達(dá)式兩邊微分A入B = 2 A neff A +2neff A A (I)
AAg 2A e#A 2neffAA兩邊比上XB，得f =+(2)
義B 2 八 2 八其中^1 = C^T M = aAT，溫度變化，材料膨脹，同時(shí)使折射率變化。
neff八令Kt= I+a，則=(3)
入B所述波導(dǎo)雙面光柵采用負(fù)熱光系數(shù)材料的器件。電流源11工作吋，電流通過電極引線10傳到上電極6和下電極4產(chǎn)生熱量，熱量從電極向波導(dǎo)光柵器件傳輸，波導(dǎo)光柵溫度升高，Kt為負(fù)，諧振波長隨溫度升高降低。由于波導(dǎo)雙面光柵中波導(dǎo)高的部分較波導(dǎo)低的部分離電極近，所受到溫度影響大，有效折射率變化程度大，A n會隨溫度升高減小逐漸趨于穩(wěn)定(雖然neff也減小,其倒數(shù)増加，但所產(chǎn)生的影響小于An，故主要看An影響)，則反射率和帶寬會隨溫度升高而降低。連續(xù)改變電流，便可實(shí)現(xiàn)波長連續(xù)調(diào)諧的功能。選用商用的有機(jī)聚合物紫外固化ZPU系列材料，該材料的熱光特性Kt = -I. 8X 10_4/°C，確定設(shè)計(jì)參數(shù)如表I所示。表I溫度調(diào)諧波導(dǎo)雙面光柵設(shè)計(jì)參數(shù)
權(quán)利要求1.一種雙電極溫度調(diào)諧聚合物波導(dǎo)Bragg雙面光柵濾波器，其特征在于包括恒溫板(I)、硅基板(2)、下包層(3)、下電極(4)、波導(dǎo)雙面光柵、上包層(5)和上電極(6)，所述恒溫板(I)、硅基板(2)、下包層(3)、下電極(4)、波導(dǎo)雙面光柵、上包層(5)和上電極(6)從下往上依次疊合在一起；所述下電極(4)和上電極(6)均設(shè)有電極引線(10)，并通過該電極引線(10)與電流源(11)連接組成升溫裝置；所述波導(dǎo)雙面光柵包括下光柵(7)、直波導(dǎo)(8)和上光柵(9 )，并由所述下光柵(7 )、直波導(dǎo)(8 )和上光柵(9 )從下至上依次疊合構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述雙電極溫度調(diào)諧聚合物波導(dǎo)Bragg雙面光柵濾波器，其特征在于所述下包層、上包層(5)和波導(dǎo)雙面光柵的材料熱光系數(shù)為負(fù)數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述雙電極溫度調(diào)諧聚合物波導(dǎo)Bragg雙面光柵濾波器，其特征在于所述波導(dǎo)雙面光柵材料采用紫外光固化有機(jī)聚合物，該有機(jī)聚合物的熱光特性為-I. 8 X IO^V0C ο
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種雙電極溫度調(diào)諧聚合物波導(dǎo)Bragg雙面光柵濾波器，包括恒溫板、硅基板、下包層、下電極、波導(dǎo)雙面光柵、上包層和上電極，所述恒溫板、硅基板、下包層、下電極、波導(dǎo)雙面光柵、上包層和上電極從下往上依次疊合在一起；所述下電極和上電極均設(shè)有電極引線，并通過該電極引線與電流源連接組成升溫裝置；所述波導(dǎo)雙面光柵包括下光柵、直波導(dǎo)和上光柵，并由所述下光柵、直波導(dǎo)和上光柵從下至上依次疊合構(gòu)成。本實(shí)用新型在波導(dǎo)雙面光柵兩側(cè)均刻有光柵結(jié)構(gòu)，從而使周期波導(dǎo)有效折射率的差值會隨之增大，反射率也會增大；同時(shí)調(diào)諧速率更快，反射譜參數(shù)更穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)很好的反射、調(diào)諧效果，可有效減小光柵的長度，做到利于器件集成的效果。
文檔編號G02B6/02GK202394002SQ20112052515
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者崔一平, 惲斌峰, 胡國華, 鐘嫄, 閆以建 申請人:東南大學(xué)