本發(fā)明屬于光諧振器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可精確調(diào)控諧振頻率的環(huán)形諧振器。

背景技術(shù)：

光諧振器是常見的濾波器件。環(huán)形諧振器是諧振器的一種，其構(gòu)造如圖1所示，包括直波導(dǎo)和與之耦合的環(huán)形波導(dǎo)，光在直波導(dǎo)中傳播時某個波長的光耦合進環(huán)形波導(dǎo)中傳播使得能量衰減，從而達到濾波的作用。但這種傳統(tǒng)的普通諧振器不具有調(diào)控諧振頻率的作用，其濾波的波長即諧振波長一旦器件結(jié)構(gòu)確定就確定了，不具備可調(diào)控性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，針對上述問題，本發(fā)明提出一種可精確調(diào)控諧振頻率的環(huán)形諧振器，在諧振環(huán)上覆蓋一層相變材料摻鉿氧化釩hf-vo2，這種材料在不同的溫度下具有不同的折射率，從而可以達到調(diào)控諧振環(huán)有效折射率的作用，進而調(diào)控對應(yīng)的諧振波長。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種可精確調(diào)控諧振頻率的環(huán)形諧振器，包括直波導(dǎo)以及與所述直波導(dǎo)耦合的諧振環(huán)；所述諧振環(huán)上覆蓋有摻鉿氧化釩薄膜。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述摻鉿氧化釩中的摻雜比例為：鉿與氧化釩的質(zhì)量比為1％-3％。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述摻鉿氧化釩薄膜的長度與所述諧振環(huán)的周長之比為1％。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述摻鉿氧化釩薄膜的厚度為50納米。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述諧振環(huán)的寬度為500納米，諧振環(huán)的厚度為200納米，諧振環(huán)的直徑為2微米。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述直波導(dǎo)與所述諧振環(huán)之間的間距為900納米。

本發(fā)明的有益效果是：在諧振環(huán)上覆蓋一層相變材料摻鉿氧化釩hf-vo2，這種材料在不同的溫度下具有不同的折射率，從而可以達到調(diào)控諧振環(huán)有效折射率的作用，進而調(diào)控對應(yīng)的諧振波長，實現(xiàn)精確調(diào)控諧振頻率的目的。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)環(huán)形諧振器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例所述可精確調(diào)控諧振頻率的環(huán)形諧振器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是升溫和降溫時0％摻雜氧化釩或是3％摻雜氧化釩的透過率曲線對比圖；

圖4是不同鉿摻雜比例下?lián)姐x氧化釩的xrd曲線；

圖5是不同鉿摻雜比例下?lián)姐x氧化釩在高低溫下的折射率對比圖；

圖6是鉿摻雜濃度為3％的氧化釩在15攝氏度和85攝氏度時的測試曲線圖；

附圖標記說明：

10直波導(dǎo)，20諧振環(huán)，21摻鉿氧化釩薄膜，h1為諧振環(huán)的厚度，h2為諧振環(huán)的寬度，h3直波導(dǎo)與諧振環(huán)的間距，t為摻鉿氧化釩薄膜的厚度，l為摻鉿氧化釩薄膜的長度。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。

實施例：

如圖2所示，一種可精確調(diào)控諧振頻率的環(huán)形諧振器，包括直波導(dǎo)10以及與所述直波導(dǎo)10耦合的諧振環(huán)20；所述諧振環(huán)20上覆蓋有摻鉿氧化釩hf-vo2薄膜21。

由于摻鉿氧化釩hf-vo2這種材料在不同溫度下具有不同的折射率，從而可以達到調(diào)控諧振環(huán)20有效折射率的作用，進而調(diào)控對應(yīng)的諧振波長。

本實施例中，之所以選擇在諧振環(huán)20上覆蓋摻鉿氧化釩而不直接選擇覆蓋氧化釩，因為氧化釩在改變折射率時升溫和降溫情況不同，即在同一溫度下，氧化釩對應(yīng)有兩個折射率，無法通過溫度的改變來精確控制其折射率；而摻鉿氧化釩在升溫和降溫時折射率的改變幾乎相同，也就是一個溫度對應(yīng)一個折射率或透過率，因而可以通過控制其溫度改變以精確控制其折射率，進而精確控制諧振環(huán)20的有效折射率，最終達到精確控制諧振環(huán)20的諧振波長的目的。如圖3，給出了無摻雜氧化釩在60攝氏度升溫和降溫時的透過率曲線，從圖中可以看出，無摻雜氧化釩在升溫和降溫時的透過率曲線完全不同；以及鉿摻雜濃度3％的氧化釩在60攝氏度升溫和降溫時的透過率曲線，從圖中可以看出，鉿摻雜濃度3％的氧化釩在升溫和降溫時的透過率曲線幾乎相同。

在另一個實施例中，所述摻鉿氧化釩中的摻雜比例為：鉿與氧化釩的質(zhì)量比為1％-3％。

必須對摻鉿氧化釩中的摻雜比例進行精確控制，只有在摻雜比例控制在1％-3％時，才能得到較為純的摻鉿氧化釩而不出現(xiàn)其它跟相變無關(guān)的雜相，如圖4所示，給出了不同鉿摻雜比例下?lián)姐x氧化釩的xrd曲線。

如圖5所示，是不同鉿摻雜比例氧化釩在高低溫下的折射率對比，可見摻鉿氧化釩確實能起到在不同溫度下改變折射率的作用。

在另一個實施例中，所述摻鉿氧化釩薄膜21的長度l與所述諧振環(huán)20的周長之比為1％。

在另一個實施例中，所述摻鉿氧化釩薄膜21的厚度t為50納米。

在另一個實施例中，所述諧振環(huán)20的寬度h2為500納米，諧振環(huán)20的厚度h1為200納米，諧振環(huán)20的直徑為2微米。

在另一個實施例中，所述直波導(dǎo)10與所述諧振環(huán)20之間的間距h3為900納米。

對鉿摻雜濃度為3％的上述環(huán)形諧振器做了不同溫度測試，發(fā)現(xiàn)確實在不同溫度下具有不同的諧振波長。如圖6所示，低溫15度時諧振波長為紅色尖峰位置，而到80度時為藍色尖峰位置。證明這種可調(diào)控諧振頻率的諧振器是可以順利工作的。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的具體實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種可精確調(diào)控諧振頻率的環(huán)形諧振器，包括直波導(dǎo)以及與所述直波導(dǎo)耦合的諧振環(huán)；所述諧振環(huán)上覆蓋有摻鉿氧化釩薄膜。通過在諧振環(huán)上覆蓋一層相變材料摻鉿氧化釩HF?VO2，這種材料在不同的溫度下具有不同的折射率，從而可以達到調(diào)控諧振環(huán)有效折射率的作用，進而調(diào)控對應(yīng)的諧振波長。

技術(shù)研發(fā)人員：黃太星;李繼濤;楊定宇;楊軍
受保護的技術(shù)使用者：成都信息工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.28
技術(shù)公布日：2017.07.07