基于液晶狹縫波導的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于液晶狹縫波導的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器，包括襯底、第一直波導、第二直波導、微環(huán)波導、第一電極、第二電極及上包層；第一直波導、和/或、第二直波導內(nèi)設(shè)有狹縫結(jié)構(gòu)，第一直波導及第二直波導分別設(shè)置在襯底的上表面；微環(huán)波導內(nèi)設(shè)有狹縫結(jié)構(gòu)，微環(huán)波導設(shè)置在襯底上，且微環(huán)波導位于第一直波導與第二直波導二者之間；第一電極設(shè)置在微環(huán)波導的內(nèi)圓環(huán)區(qū)域，第二電極設(shè)置在微環(huán)波導的外圓環(huán)區(qū)域；上包層分別覆蓋在第一直波導、第二直波導、微環(huán)波導、第一電極和第二電極上，以及上包層填充在狹縫結(jié)構(gòu)內(nèi)。本發(fā)明具有控制電壓小、諧振波長的調(diào)諧范圍大及結(jié)構(gòu)簡單的特點。
【專利說明】基于液晶狹縫波導的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光通訊【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于液晶狹縫波導的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]光微環(huán)諧振腔的概念被MarcatiIi于1969年首次提出，即當光的波長滿足一定條件，才能在光環(huán)中進行干涉諧振，進而實現(xiàn)頻率濾波的功能。
[0003]近幾年，隨著平面波導制作工藝的迅速發(fā)展，硅基微環(huán)諧振腔器件作為集成光路中最重要的基礎(chǔ)器件之一，越來越突出它的集成性和性能多樣性，然而微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧濾波器，其主要采用的方法是熱光效應(yīng)調(diào)諧、電光效應(yīng)調(diào)諧和載流子注入等方式，上述傳統(tǒng)的調(diào)諧方式存在著功耗大、調(diào)控限制等問題，相比較而言，目前液晶波導微環(huán)諧振腔型光濾波器，其是以條形波導作為基本波導結(jié)構(gòu)形成微環(huán)諧振腔結(jié)構(gòu)，一定程度上克服了傳統(tǒng)的調(diào)諧方式存在功耗大的技術(shù)問題，但由于該結(jié)構(gòu)直接采用條形波導形成微環(huán)諧振腔結(jié)構(gòu)，其也存在以下缺點:
[0004]1、調(diào)諧電壓過大，限制光濾波器的應(yīng)用范圍；
[0005]2、諧振波長的調(diào)諧范圍較??；
[0006]3、電極結(jié)構(gòu)設(shè)計較為復雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種控制電壓小、諧振波長的調(diào)諧范圍大的基于液晶狹縫波導的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于液晶狹縫波導的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器，一種基于液晶狹縫波導的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器，包括:襯底；第一直波導及第二直波導；所述第一直波導、和/或、所述第二直波導內(nèi)設(shè)有狹縫結(jié)構(gòu)，所述第一直波導及所述第二直波導分別設(shè)置在所述襯底上，且所述第一直波導與所述第二直波導相互平行；所述第一直波導與所述第二直波導的寬度是IOOnm-1OOOnm ;所述第一直波導與所述第二直波導的高度是IOOnm-1OOOnm ;微環(huán)波導；所述微環(huán)波導內(nèi)設(shè)有狹縫結(jié)構(gòu)，所述微環(huán)波導設(shè)置在所述襯底上，所述微環(huán)波導位于所述第一直波導與所述第二直波導二者之間；所述微環(huán)波導與所述第一直波導之間的間隔距離是IOnm-1OOOnmJP /或、所述微環(huán)波導與所述第二直波導之間的間隔距離是IOnm-1OOOnm ;第一電極及第二電極；所述第一電極設(shè)置在所述微環(huán)波導的內(nèi)圓環(huán)區(qū)域，所述第二電極設(shè)置在所述微環(huán)波導的外圓環(huán)區(qū)域；所述第一電極外接電壓源及所述第二電極接地、或者、所述第二電極外接電壓源及所述第一電極接地；上包層；所述上包層分別覆蓋在所述第一直波導、所述第二直波導、所述微環(huán)波導、所述第一電極和所述第二電極上，以及所述上包層填充在所述狹縫結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0009]進一步地，所述微環(huán)波導包括:內(nèi)環(huán)波導及外環(huán)波導；所述內(nèi)環(huán)波導與所述外環(huán)波導分別設(shè)置在所述襯底上，且所述內(nèi)環(huán)波導與所述外環(huán)波導位于所述第一直波導與所述第二直波導二者之間；所述外環(huán)波導與所述第一直波導之間的間隔距離是lOnm-lOOOnm、和/或、所述外環(huán)波導與所述第二直波導之間的間隔距離是IOnm-1OOOnm ;所述內(nèi)環(huán)波導的外側(cè)邊緣部位與所述外環(huán)波導的內(nèi)側(cè)邊緣部位相距IOnm-1OOOnm構(gòu)成所述微環(huán)波導的狹縫結(jié)構(gòu)；所述第一電極設(shè)置在所述內(nèi)環(huán)波導的內(nèi)圓環(huán)區(qū)域，所述第二電極設(shè)置在所述外環(huán)波導的外圓環(huán)區(qū)域；所述上包層分別覆蓋在所述第一直波導、所述第二直波導、所述內(nèi)環(huán)波導、所述外環(huán)波導、所述第一電極和所述第二電極上，以及所述上包層填充在所述狹縫結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0010]進一步地，所述微環(huán)波導可以包括內(nèi)環(huán)波導、中環(huán)波導及外環(huán)波導；所述內(nèi)環(huán)波導、所述中環(huán)波導及所述外環(huán)波導分別設(shè)置在所述襯底上，所述中環(huán)波導位于所述內(nèi)環(huán)波導及所述外環(huán)波導二者之間；所述內(nèi)環(huán)波導、所述中環(huán)波導及所述外環(huán)波導分別位于所述第一直波導與所述第二直波導二者之間；所述外環(huán)波導與所述第一直波導之間的間隔距離是IOnm-1OOOnmJP /或、所述外環(huán)波導與所述第二直波導之間的間隔距離是IOnm-1OOOnm ；所述內(nèi)環(huán)波導設(shè)置在所述外環(huán)波導的內(nèi)圓環(huán)區(qū)域內(nèi)；且所述內(nèi)環(huán)波導的外側(cè)邊緣部位與所述外環(huán)波導的內(nèi)側(cè)邊緣部位相距IOnm-1OOOnm ;所述內(nèi)環(huán)波導與所述中環(huán)波導之間的縫隙和所述外環(huán)波導與所述中環(huán)波導之間的縫隙分別對應(yīng)構(gòu)成所述狹縫機構(gòu)；所述第一電極設(shè)置在所述內(nèi)環(huán)波導的內(nèi)圓環(huán)區(qū)域，所述第二電極設(shè)置在所述外環(huán)波導的外圓環(huán)區(qū)域；所述第一電極外接電壓源及所述第二電極接地、或者、所述第二電極外接電壓源及所述第一電極接地；所述上包層分別覆蓋在所述第一直波導、所述第二直波導、所述內(nèi)環(huán)波導、所述中環(huán)波導、所述外環(huán)波導、所述第一電極和所述第二電極上，以及所述上包層填充在所述狹縫結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0011]進一步地，所述內(nèi)環(huán)波導包括:第一條形波導及第一平板波導；所述第一條形波導的高度是IOOnm-1OOOnm ;所述第一平板波導的高度是IOnm-1OOOnm ;所述第一條形波導設(shè)置在所述第一平板波導的端部且二者截面呈U型結(jié)構(gòu)；所述第一電極設(shè)置在所述第一平板波導上；以及，所述外環(huán)波導包括:第二條形波導及第二平板波導；所述第二條形波導的高度是IOOnm-1OOOnm ;所述第二平板波導的高度是IOnm-1OOOnm ;所述第二條形波導設(shè)置在所述第二平板波導的端部且二者截面呈L型結(jié)構(gòu)；所述第二電極設(shè)置在所述第二平板波導上；所述第二條形波導的側(cè)面與所述第一條形波導的側(cè)面相距IOnm-1OOOnm構(gòu)成所述微環(huán)波導的狹縫結(jié)構(gòu)。
[0012]進一步地，所述中環(huán)波導包括:第三條形波導；所述第三條形波導的高度和/或?qū)挾仁荌OOnm-1OOOnm ;所述外環(huán)波導包括:第二條形波導及第二平板波導；所述第二條形波導的高度是和/或?qū)挾仁荌OOnm-1OOOnm ;所述第二平板波導的高度是IOnm-1OOOnm ;所述第二條形波導設(shè)置在所述第二平板波導的端部且二者截面呈L型結(jié)構(gòu)；所述第二電極設(shè)置在所述第二平板波導上；所述第二條形波導的側(cè)面與所述第一條形波導的側(cè)面相距20nm-1000nm;所述第三條形波導設(shè)置在所述第一條形波導、所述第二條形波導二者之間，且所述第三條形波導到所述第一條形波導的垂直距離與所述第三條形波導到所述第二條形波導的垂直距離相等，所述第三條形波導與所述第一條形波導之間的縫隙和所述第三條形波導與所述第二條形波導之間的縫隙構(gòu)成2個狹縫結(jié)構(gòu)。
[0013]進一步地，所述第一條形波導的高度與所述第二條形波導的高度相等；和/或，所述第一條形波導的寬度與所述第二條形波導的寬度相等；和/或，所述第一平板波導的高度與所述第二平板波導的高度相等；和/或，所述第一電極到所述第一條形波導的垂直距離與所述第二電極到所述第二條形波導的垂直距離相等。
[0014]進一步地，所述第一直波導的寬度與所述第二直波導的寬度相等；和/或，所述第一直波導的高度與所述第二直波導的高度相等。
[0015]進一步地，所述第一直波導、所述第二直波導及所述微環(huán)波導的材料是摻有雜質(zhì)的P型可導硅；所述上包層的材料是有機液晶。
[0016]進一步地，所述襯底的材料是二氧化硅。
[0017]進一步地，所述有機液晶是向列型液晶。
[0018]本發(fā)明提供的一種基于液晶狹縫波導的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器，通過將第一直波導及第二直波導分別設(shè)置在襯底的上表面，微環(huán)波導內(nèi)設(shè)狹縫結(jié)構(gòu)，且微環(huán)波導設(shè)置在襯底上，并位于第一直波導與第二直波導二者之間；第一電極設(shè)置在微環(huán)波導的內(nèi)圓環(huán)區(qū)域，第二電極設(shè)置在微環(huán)波導的外圓環(huán)區(qū)域；上包層分別覆蓋在第一直波導、第二直波導、微環(huán)波導、第一電極和第二電極上，以及上包層分別填充在第一直波導、第二直波導及微環(huán)波導的狹縫結(jié)構(gòu)內(nèi)，使得在實際作業(yè)過程中，第一電極外接電壓源作為本發(fā)明的正電極，第二電極接地作為本發(fā)明的負電極(或者，第二電極外接電壓源，第一電極接地)，第一直波導作為本實施例一光的輸入直波導，第二直波導作為本實施例一光的輸出直波導，通過電壓源產(chǎn)生連續(xù)可調(diào)的電壓改變液晶分子的指向失方向，進而改變微環(huán)波導中狹縫結(jié)構(gòu)的等效傳輸折射率，從而導致由第一直波導輸入光束諧振波長的改變，最終實現(xiàn)光濾波器的可調(diào)諧性；且采用微環(huán)波導內(nèi)設(shè)狹縫結(jié)構(gòu)的狹縫波導模式使得諧振波長的調(diào)諧范圍更大，在微環(huán)波導的內(nèi)圓環(huán)區(qū)域、外圓環(huán)區(qū)域分別設(shè)置第一電極、第二電極簡化了電極結(jié)構(gòu)的設(shè)計，同時具有控制電壓小的特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發(fā)明實施例一提供的基于液晶狹縫波導的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器整體結(jié)構(gòu)俯視圖；以及
[0021]圖2為本發(fā)明實施例一提供的基于液晶狹縫波導的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器中襯底、上包層及微環(huán)波導的部分結(jié)構(gòu)剖視圖；以及
[0022]圖3為本發(fā)明實施例二提供的基于液晶狹縫波導的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器中襯底、上包層、微環(huán)波導的部分結(jié)構(gòu)剖視圖；以及
[0023]圖4為本發(fā)明實施例一提供的基于液晶狹縫波導的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器，當微環(huán)波導中內(nèi)圓環(huán)區(qū)域半徑設(shè)置為20 μ m時，所濾得光的波長與控制電壓的數(shù)值仿真結(jié)果關(guān)系圖；
[0024]其中，1-襯底，2-上包層，3-狹縫結(jié)構(gòu)，4-電壓源，101-第一直波導，102-第二直波導，201-第一電極，202-第二電極，301-第一條形波導，302-第二條形波導，303-第三條形波導，401-第一平板波導，402-第二平板波導?！揪唧w實施方式】
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0026]目前微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧濾波器，其主要采用的方法有熱光效應(yīng)調(diào)諧、電光效應(yīng)調(diào)諧和載流子注入等方式，然而上述傳統(tǒng)的調(diào)諧方式存在著功耗大、調(diào)控限制等問題，相比較而言，液晶的高電光系數(shù)為實現(xiàn)高效可調(diào)諧的集成光電子器件提供了可能性，本發(fā)明基于上述理論提供了下述實施例:
[0027]實施例一
[0028]參見圖1-2，本發(fā)明實施例提供的一種基于液晶狹縫波導的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器，包括襯底1、第一直波導101、第二直波導102、I個微環(huán)波導、第一電極201、第二電極202及上包層2 ;其中，第一直波導101和/或第二直波導102內(nèi)設(shè)有用于光束傳輸?shù)莫M縫結(jié)構(gòu)3，第一直波導101及第二直波導102分別設(shè)置在襯底I的上表面，且第一直波導101與第二直波導102相互平行；第一直波導101與第二直波導102的寬度是IOOnm-1OOOnm ;第一直波導101與第二直波導102的高度是IOOnm-1OOOnm ;相應(yīng)的，微環(huán)波導內(nèi)也設(shè)置有狹縫結(jié)構(gòu)3，微環(huán)波導設(shè)置在襯底I上，且微環(huán)波導位于第一直波導101與第二直波導102 二者之間；微環(huán)波導與第一直波導101之間的間隔距離(最短距離)是10nm-1000nm、微環(huán)波導與第二直波導102之間的間隔距離(最短距離)是IOnm-1OOOnm ;第一電極201設(shè)置在微環(huán)波導的內(nèi)圓環(huán)區(qū)域，第二電極202設(shè)置在微環(huán)波導的外圓環(huán)區(qū)域；上包層2分別覆蓋在第一直波導101、第二直波導102、微環(huán)波導、第一電極201和第二電極202上，以及上包層2分別填充在第一直波導101、第二直波導102及微環(huán)波導的狹縫結(jié)構(gòu)3內(nèi)。實際作業(yè)過程中，將第一電極201外接電壓源4作為本實施例一的正電極，第二電極202接地作為本實施例一的負電極(或者，第二電極202外接電壓源，第一電極201接地)，第一直波導101作為本實施例一光的輸入直波導，第二直波導102作為本實施例一光的輸出直波導，通過電壓源4產(chǎn)生連續(xù)可調(diào)的電壓改變液晶分子的指向失方向，進而改變微環(huán)波導中狹縫結(jié)構(gòu)3的等效傳輸折射率，從而導致由第一直波導101輸入光束諧振波長的改變，最終實現(xiàn)了光濾波器的可調(diào)諧性。
[0029]具體而言，本實施例一中微環(huán)波導包括:截面呈U型結(jié)構(gòu)的圓桶狀內(nèi)環(huán)波導，以及中心部位設(shè)置有環(huán)形側(cè)壁的外環(huán)波導；其中，內(nèi)環(huán)波導與外環(huán)波導分別設(shè)置在襯底I上，且內(nèi)環(huán)波導與外環(huán)波導位于第一直波導101與第二直波導102 二者之間；內(nèi)環(huán)波導的外側(cè)邊緣部位與外環(huán)波導的內(nèi)側(cè)(環(huán)形側(cè)壁)邊緣部位相距IOnm-1OOOnm構(gòu)成微環(huán)波導的狹縫結(jié)構(gòu)
3;同時，第一電極201設(shè)置在內(nèi)環(huán)波導上，第二電極202設(shè)置在外環(huán)波導上。
[0030]更進一步的，內(nèi)環(huán)波導包括:第一條形波導301及第一平板波導401 ;外環(huán)波導包括:第二條形波導302及第二平板波導402;其中，第一條形波導301的高度是IOOnm-1OOOnm ;第二條形波導302的高度是IOOnm-1OOOnm ;第一平板波導401的高度是IOnm-1OOOnm ;第二平板波導402的高度是IOnm-1OOOnm;同時，第一條形波導301設(shè)置在第一平板波導401的端部且二者截面呈U型結(jié)構(gòu)，第二條形波導302設(shè)置在第二平板波導402的端部且二者截面呈L型結(jié)構(gòu)；優(yōu)選的，第一條形波導301與第一平板波導401的合成結(jié)構(gòu)、第二條形波導302與第二平板波導402的合成結(jié)構(gòu)可通過刻蝕工藝完成；第一電極201設(shè)置在第一平板波導401的上表面；第二電極202設(shè)置在第二平板波導402的上表面；實際作業(yè)過程中，第二條形波導302的側(cè)面與第一條形波導301的側(cè)面相距IOnm-1OOOnm進而構(gòu)成微環(huán)波導的狹縫結(jié)構(gòu)3，通過電壓源4產(chǎn)生連續(xù)可調(diào)的電壓改變液晶分子的指向失方向，進而改變由第二條形波導302，第一條形波導301與狹縫結(jié)構(gòu)3構(gòu)成的單狹縫波導的等效傳輸折射率，從而導致由第一直波導101輸入光束諧振波長的改變，最終實現(xiàn)了光濾波器的可調(diào)諧性。
[0031]需要指出的是，為便于本實施例一結(jié)構(gòu)簡單、易于制作且兼容于CMOS工藝，優(yōu)選的，第一條形波導301的高度、寬度分別與第二條形波導302的高度、寬度對應(yīng)相等；第一電極201到第一條形波導301的垂直距離與第二電極202到第二條形波導302的垂直距離相等；第一直波導101的高度、寬度分別與第二直波導102的高度、寬度對應(yīng)相等。同時，為便于電勢場的產(chǎn)生，形成導通電路，優(yōu)選的，第一直波導101、第二直波導102及微環(huán)波導(第一條形波導301、第二條形波導302、第一平板波導401、第二平板波導402)的材料可選用摻有雜質(zhì)的P型可導娃；上包層2的材料可選用有機液晶(如向列型液晶材料5CB等);襯底的材料可選用二氧化硅。
[0032]下面，為進一步對本發(fā)明做詳細說明，以支持本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，以基于SOI (Silicon-On-1nsulator,絕緣襯底上的娃)制作的基于液晶狹縫波導的單狹縫微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器為列，其中:襯底(Si02)的高度為2μπι，狹縫結(jié)構(gòu)3的區(qū)寬為lOOnm，第一條形波導301、第二條形波導302的寬度為200nm，第一條形波導301、第二條形波導302高度為220nm，第一平板波導401、第二平板波導402的高度為60nm，第一電極201、第二電極202 (金屬電極)分別對應(yīng)鍍在第一平板波導401、第二平板波導402的上表面，且第二電機202外接電壓源4，選用向列型液晶材料5CB作為上包層2，高度為2 μ m,且填充于狹縫結(jié)構(gòu)3里面，圖4為當微環(huán)波導中內(nèi)圓環(huán)區(qū)域半徑設(shè)置為20 μ m時，所濾得光的波長與控制電壓的數(shù)值仿真結(jié)果關(guān)系圖，由圖可知本發(fā)明通過引入狹縫波導的概念，并在上包層區(qū)及狹縫結(jié)構(gòu)3中填充有機液晶材料，大大提高了調(diào)諧能力(增大了波長調(diào)諧范圍);且通過分別在第一平板波導401、第二平板波導402的上表面鍍上第一電極201、第二電極202，縮短了電極與液晶電控區(qū)域的距離，提高了調(diào)諧效率并降低了電壓源4的最大調(diào)制電壓；同時，本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制作、成本低廉及兼容于CMOS工藝的特點。
[0033]實施例二
[0034]相對于本發(fā)明實施例一而言，由于雙狹縫波導的等效折射率改變值大于單狹縫波導的等效折射率改變值，進而雙狹縫波導的可調(diào)諧范圍大于單狹縫波導的可調(diào)諧范圍，基于上述理論，本實施二提供了另一種基于液晶狹縫波導的雙狹縫結(jié)構(gòu)的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器，如下所述:
[0035]請參閱圖3，本實施例二提供的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器包括:襯底I ;第一直波導101及第二直波導102 ;第一直波導101和/或第二直波導102內(nèi)設(shè)有狹縫結(jié)構(gòu)3，第一直波導101及第二直波導102分別設(shè)置在襯底I上，且第一直波導101與第二直波導102相互平行；第一直波導101與第二直波導102的寬度是IOOnm-1OOOnm ;第一直波導101與第二直波導102的高度是IOOnm-1OOOnm ;微環(huán)波導；所述微環(huán)波導包括內(nèi)環(huán)波導、中環(huán)波導及外環(huán)波導；其中，內(nèi)環(huán)波導、中環(huán)波導及外環(huán)波導分別設(shè)置在襯底I上，且中環(huán)波導位于內(nèi)環(huán)波導及外環(huán)波導之間，內(nèi)環(huán)波導、中環(huán)波導及外環(huán)環(huán)波導位于第一直波導101與第二直波導102 二者之間；外環(huán)波導與第一直波導101之間的間隔距離是10nm-1000nm，外環(huán)波導與第二直波導102之間的間隔距離是IOnm-1OOOnm ;內(nèi)環(huán)波導的外側(cè)邊緣部位與外環(huán)波導的內(nèi)側(cè)邊緣部位相距IOnm-1OOOnm ;第一電極201及第二電極202 ;第一電極201設(shè)置在內(nèi)環(huán)波導的內(nèi)圓環(huán)區(qū)域，第二電極202設(shè)置在外環(huán)波導的外圓環(huán)區(qū)域；第一電極201外接電壓源4作為本實施例二的正電極，第二電極202接地作為本實施例二的負電極(或者，第二電極202外接電壓源，第一電極201接地)，上包層2 ;上包層4分別覆蓋在第一直波導101、第二直波導102、內(nèi)環(huán)波導、外環(huán)波導、第一電極201和第二電極202的上表面，以及上包層2分別填充在外環(huán)波導的狹縫結(jié)構(gòu)3內(nèi)。
[0036]具體來說，內(nèi)環(huán)波導包括:第一條形波導301及第一平板波導401 ;第一條形波導301的高度是IOOnm-1OOOnm ;第一平板波導401的高度是IOnm-1OOOnm ;第一條形波導301設(shè)置在第一平板波導401的端部且二者截面呈U型結(jié)構(gòu)；第一電極201設(shè)置在第一平板波導401的上表面；中環(huán)波導包括:第三條形波導303 ;外環(huán)波導包括:第二條形波導302及第二平板波導402 ;第二條形波導302的高度是IOOnm-1OOOnm ;第三條形波導303的高度是IOOnm-1OOOnm ;第二平板波導402的高度是IOnm-1OOOnm ;第二條形波導302設(shè)置在第二平板波導402的端部且二者截面呈L型結(jié)構(gòu)；第二電極202設(shè)置在第二平板波導402上；第二條形波導302的側(cè)面與第一條形波導301的側(cè)面相距20nm-2000nm ;第三條形波導303設(shè)置在第一條形波導301、第二條形波導302 二者之間，且第三條形波導303到第一條形波導301的垂直距離與第三條形波導303到第二條形波導302的垂直距離相等，第三條形波導303與第一條形波導301之間的縫隙和第三條形波導303與第二條形波導302之間的縫隙構(gòu)成2個狹縫結(jié)構(gòu)3。實際作業(yè)過程中，將第一電極201外接電壓源4作為本實施例一的正電極，第二電極202接地作為本實施例一的負電極(或者，第二電極202外接電壓源，第一電極201接地),第一直波導101作為本實施例二光的輸入直波導,第二直波導102作為本實施例二光的輸出直波導，通過電壓源4產(chǎn)生連續(xù)可調(diào)的電壓改變液晶分子的指向失方向，進而改變微環(huán)波導中分別由第一條形波導301、第三條形波導303、第二條形波導302與2個狹縫結(jié)構(gòu)3構(gòu)成的雙狹縫波導的等效傳輸折射率，從而導致由第一直波導101輸入光束諧振波長的改變，最終實現(xiàn)了光濾波器的可調(diào)諧性，較相本發(fā)明實施例一而言，由于雙狹縫波導的等效折射率改變值大于單狹縫波導的等效折射率改變值，因此雙狹縫波導的可調(diào)諧范圍大于單狹縫波導的可調(diào)諧范圍。
[0037]需要說明的是，由于本發(fā)明實施例二是基于實施例一提供的另一種雙狹縫結(jié)構(gòu)的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器，與實施例一提供的單狹縫結(jié)構(gòu)的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器相比，實施例二中除微環(huán)波導部分結(jié)構(gòu)與實施例一不同外，其他結(jié)構(gòu)組成部分與實施例一完全相同，因此，實施例二中未詳述部分可以參見實施例一中的介紹，這里不再贅述。
[0038]最后所應(yīng)說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于液晶狹縫波導的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器，其特征在于，包括: 襯底； 第一直波導及第二直波導；所述第一直波導、和/或、所述第二直波導內(nèi)設(shè)有狹縫結(jié)構(gòu)，所述第一直波導及所述第二直波導分別設(shè)置在所述襯底上，且所述第一直波導與所述第二直波導相互平行；所述第一直波導與所述第二直波導的寬度是IOOnm-1OOOnm ;所述第一直波導與所述第二直波導的高度是IOOnm-1OOOnm ； 微環(huán)波導；所述微環(huán)波導內(nèi)設(shè)有狹縫結(jié)構(gòu)，所述微環(huán)波導設(shè)置在所述襯底上，所述微環(huán)波導位于所述第一直波導與所述第二直波導二者之間；所述微環(huán)波導與所述第一直波導之間的間隔距離是IOnm-1OOOnmJP /或、所述微環(huán)波導與所述第二直波導之間的間隔距離是IOnm-1OOOnm ； 第一電極及第二電極；所述第一電極設(shè)置在所述微環(huán)波導的內(nèi)圓環(huán)區(qū)域，所述第二電極設(shè)置在所述微環(huán)波導的外圓環(huán)區(qū)域；所述第一電極外接電壓源及所述第二電極接地、或者、所述第二電極外接電壓源及所述第一電極接地； 上包層；所述上包層分別覆蓋在所述第一直波導、所述第二直波導、所述微環(huán)波導、所述第一電極和所述第二電極上，以及所述上包層填充在所述狹縫結(jié)構(gòu)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器，其特征在于: 所述微環(huán)波導包括:內(nèi)環(huán)波導及外環(huán)波導； 所述內(nèi)環(huán)波導與所述外環(huán)波導分別設(shè)置在所述襯底上，且所述內(nèi)環(huán)波導與所述外環(huán)波導位于所述第一直波導 與所述第二直波導二者之間；所述外環(huán)波導與所述第一直波導之間的間隔距離是IOnm-1OOOnmdP /或、所述外環(huán)波導與所述第二直波導之間的間隔距離是IOnm-1OOOnm ;所述內(nèi)環(huán)波導的外側(cè)邊緣部位與所述外環(huán)波導的內(nèi)側(cè)邊緣部位相距IOnm-1OOOnm構(gòu)成所述微環(huán)波導的狹縫結(jié)構(gòu)；所述第一電極設(shè)置在所述內(nèi)環(huán)波導的內(nèi)圓環(huán)區(qū)域，所述第二電極設(shè)置在所述外環(huán)波導的外圓環(huán)區(qū)域；所述上包層分別覆蓋在所述第一直波導、所述第二直波導、所述內(nèi)環(huán)波導、所述外環(huán)波導、所述第一電極和所述第二電極上，以及所述上包層填充在所述狹縫結(jié)構(gòu)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器，其特征在于: 所述微環(huán)波導包括內(nèi)環(huán)波導、中環(huán)波導及外環(huán)波導； 所述內(nèi)環(huán)波導、所述中環(huán)波導及所述外環(huán)波導分別設(shè)置在所述襯底上，所述中環(huán)波導位于所述內(nèi)環(huán)波導及所述外環(huán)波導二者之間；所述內(nèi)環(huán)波導、所述中環(huán)波導及所述外環(huán)波導分別位于所述第一直波導與所述第二直波導二者之間；所述外環(huán)波導與所述第一直波導之間的間隔距離是IOnm-1OOOnmJP /或、所述外環(huán)波導與所述第二直波導之間的間隔距離是IOnm-1OOOnm ;所述內(nèi)環(huán)波導設(shè)置在所述外環(huán)波導的內(nèi)圓環(huán)區(qū)域內(nèi)；且所述內(nèi)環(huán)波導的外側(cè)邊緣部位與所述外環(huán)波導的內(nèi)側(cè)邊緣部位相距IOnm-1OOOnm ;所述內(nèi)環(huán)波導與所述中環(huán)波導之間的縫隙和所述外環(huán)波導與所述中環(huán)波導之間的縫隙分別對應(yīng)構(gòu)成所述狹縫機構(gòu)；所述第一電極設(shè)置在所述內(nèi)環(huán)波導的內(nèi)圓環(huán)區(qū)域，所述第二電極設(shè)置在所述外環(huán)波導的外圓環(huán)區(qū)域；所述第一電極外接電壓源及所述第二電極接地、或者、所述第二電極外接電壓源及所述第一電極接地；所述上包層分別覆蓋在所述第一直波導、所述第二直波導、所述內(nèi)環(huán)波導、所述中環(huán)波導、所述外環(huán)波導、所述第一電極和所述第二電極上，以及所述上包層填充在所述狹縫結(jié)構(gòu)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器，其特征在于: 所述內(nèi)環(huán)波導包括:第一條形波導及第一平板波導；所述第一條形波導的高度是IOOnm-1OOOnm ;所述第一平板波導的高度是IOnm-1OOOnm ;所述第一條形波導設(shè)置在所述第一平板波導的端部且二者截面呈U型結(jié)構(gòu)；所述第一電極設(shè)置在所述第一平板波導上；以及， 所述外環(huán)波導包括:第二條形波導及第二平板波導；所述第二條形波導的高度是IOOnm-1OOOnm ;所述第二平板波導的高度是IOnm-1OOOnm ;所述第二條形波導設(shè)置在所述第二平板波導的端部且二者截面呈L型結(jié)構(gòu)；所述第二電極設(shè)置在所述第二平板波導上；所述第二條形波導的側(cè)面與所述第一條形波導的側(cè)面相距IOnm-1OOOnm構(gòu)成所述微環(huán)波導的狹縫結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器，其特征在于: 所述中環(huán)波導包括:第三條形波導；所述第三條形波導的高度和/或?qū)挾仁荌OOnm-1OOOnm ； 所述外環(huán)波導包括:第二條形波導及第二平板波導；所述第二條形波導的高度是和/或?qū)挾仁荌OOnm-1OOOnm ;所述第二平板波導的高度是IOnm-1OOOnm ;所述第二條形波導設(shè)置在所述第二平板波導的端部且二者截面呈L型結(jié)構(gòu)；所述第二電極設(shè)置在所述第二平板波導上；所述第二條形波導的側(cè)面與所述第一條形波導的側(cè)面相距20nm-1000nm ;所述第三條形波導設(shè)置在所述第一條形波導、所述第二條形波導二者之間，且所述第三條形波導到所述第一條形波導的垂直距離與所述第三條形波導到所述第二條形波導的垂直距離相等，所述第三條形波導與所述第一條形波導之間的縫隙和所述第三條形波導與所述第二條形波導之間的縫隙構(gòu)成2個狹縫結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器，其特征在于: 所述第一條形波導的高度與所述第二條形波導的高度相等； 和/或， 所述第一條形波導的寬度與所述第二條形波導的寬度相等； 和/或， 所述第一平板波導的高度與所述第二平板波導的高度相等； 和/或， 所述第一電極到所述第一條形波導的垂直距離與所述第二電極到所述第二條形波導的垂直距離相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器，其特征在于: 所述第一直波導的寬度與所述第二直波導的寬度相等； 和/或， 所述第一直波導的高度與所述第二直波導的高度相等。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器，其特征在于: 所述第一直波導、所述第二直波導及所述微環(huán)波導的材料是摻有雜質(zhì)的P型可導硅； 所述上包層的材料是有機液晶。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器，其特征在于: 所述襯底的材料是二氧化硅。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微環(huán)諧振腔型可調(diào)諧光濾波器，其特征在于:所述有機液 晶是向列型液晶。
【文檔編號】G02F1/13GK103760699SQ201410056302
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】張敏明, 戴競, 劉德明 申請人:華中科技大學