CN107247331A - 一种基于mems技术的法布里‑珀罗腔可调光滤波器 - Google Patents

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张金英
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Abstract

本发明公开了一种基于MEMS技术的法布里‑珀罗腔可调光滤波器，用以选择特定波长的单色光进行输出，包括由压电驱动的法布里‑珀罗腔，所述法布里‑珀罗腔包括两个平行反射面，一个为固定反射面，另一个为可动反射面，所述固定反射面和可动反射面的周边的中间夹有压电结构层；通过外加电信号改变压电结构层的状态，从而改变固定反射面和可动反射面之间的间距，最终改变输出光的波长。本发明具有结构简单、制作方便、动态范围大、波长选择范围宽等优点。

Description

一种基于MEMS技术的法布里-珀罗腔可调光滤波器
技术领域
本发明主要涉及到光通信网络技术领域，特指一种基于MEMS技术的法布里-珀罗腔可调光滤波器。
背景技术
全光通信网络以其巨大的信息容量和极强的抗干扰能力等优势成为大容量、高速通信网络的重要发展方向。光交换技术决定着网络节点的处理能力，是“信息高速公路”发展的“瓶颈”，迫切需要发展新型大容量的光节点交换技术。
可调光滤波器是一种基本光学元件，其本质上为带通型滤波器，即只允许特定波长信号透射，其他波长信号被反射或吸收。它可以应用于DWDM 系统中的可重构的光路上下复用/解复用器(ROADM) 、光交叉互联(OXC) 系统以及传感网络等方面。如用于抵消光放大器的增益斜度，从而减少各接收端光信号功率的信道之间的偏差。
已有的光滤波器一般通过阵列波导光栅、光纤光栅等结构来实现，或者采用液晶材料等，但具有可调谐功能的光滤波器尚不多见，尤其是具有调谐速度快、精度高、范围宽的光滤波器更是面临诸多瓶颈。迫切需要发展新技术、新工艺，实现具有调谐功能的光滤波器。近年来，微机电（MEMS）技术的迅速发展，为实现调谐速度快、精度高、范围宽的光滤波器提供了技术途径。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、制作方便、动态范围大、波长选择范围宽的基于MEMS技术的法布里-珀罗腔可调光滤波器。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于MEMS技术的法布里-珀罗腔可调光滤波器，用以选择特定波长的单色光进行输出，包括由压电驱动的法布里-珀罗腔，所述法布里-珀罗腔包括两个平行反射面，一个为固定反射面，另一个为可动反射面，所述固定反射面和可动反射面的周边的中间夹有压电结构层；通过外加电信号改变压电结构层的状态，从而改变固定反射面和可动反射面之间的间距，最终改变输出光的波长。
作为本发明的进一步改进：所述法布里-珀罗腔的腔体内具有腔体介质。
作为本发明的进一步改进：所述腔体介质为空气，或具有不同折射率的透光介质。
作为本发明的进一步改进：所述压电结构层中的压电材料为PZT、LiNbO3、ZnO、AlN中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进：所述法布里-珀罗腔的底部设置有衬底。
作为本发明的进一步改进：所述法布里-珀罗腔采用微纳加工工艺制作而成。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的基于MEMS技术的法布里-珀罗腔可调光滤波器，结构简单，制作方便，利用微纳加工技术制作，可以实现批量化生产。
2、本发明的基于MEMS技术的法布里-珀罗腔可调光滤波器，利用压电材料的压电效应进行法布里-珀罗腔距的改变，具有动态范围大、波长选择范围宽、精度高、速度快等优点。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图。
图2是本发明在具体应用实例中法布里-珀罗腔的工作原理示意图。
图例说明：
1、可动反射面；2、压电结构层；3、固定反射面；4、衬底；5、腔体介质；6、复色输入光；7、单色输出光。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明的基于MEMS技术的法布里-珀罗腔可调光滤波器，可以选择特定波长的单色光进行输出；该可调光滤波器包括由压电驱动的法布里-珀罗腔，法布里-珀罗腔采用微纳加工工艺制作而成；所述法布里-珀罗腔包括两个平行反射面，一个为固定反射面3，另一个为可动反射面1，固定反射面3和可动反射面1的周边的中间夹有压电结构层2。
在具体应用实例中，压电结构层2中的压电材料可以根据实际需要来选择，可以为PZT、LiNbO3、ZnO、AlN等具有压电效应的材料。
在具体应用实例中，光滤波器可以根据实际需要，采用微纳加工工艺制作，包括氧化、薄膜生长、光刻、湿法腐蚀、干法刻蚀、键合、释放等步骤。
在具体应用实例中，法布里-珀罗腔的腔体内具有腔体介质5，腔体介质5可以是空气，也可以是其它不同折射率的透光介质。
在具体应用实例中，法布里-珀罗腔的底部还设置有衬底4。
参见图2，为本发明在具体应用时法布里-珀罗腔的工作原理示意图。复色输入光6进入法布里-珀罗腔后，只有单色输出光7能够输出。单色输出光7的波长与法布里-珀罗腔的腔体间距有关，通过外加电信号改变压电结构层2的状态，可以改变固定反射面3和可动反射面1之间的间距，从而改变单色输出光7的波长，实现可调的光滤波器。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于MEMS技术的法布里-珀罗腔可调光滤波器，用以选择特定波长的单色光进行输出，其特征在于，包括由压电驱动的法布里-珀罗腔，所述法布里-珀罗腔包括两个平行反射面，一个为固定反射面（3），另一个为可动反射面（1），所述固定反射面（3）和可动反射面（1）的周边的中间夹有压电结构层（2）；通过外加电信号改变压电结构层（2）的状态，从而改变固定反射面（3）和可动反射面（1）之间的间距，最终改变输出光的波长。
2.根据权利要求1所述的基于MEMS技术的法布里-珀罗腔可调光滤波器，其特征在于，所述法布里-珀罗腔的腔体内具有腔体介质（5）。
3.根据权利要求2所述的基于MEMS技术的法布里-珀罗腔可调光滤波器，其特征在于，所述腔体介质（5）为空气，或具有不同折射率的透光介质。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于MEMS技术的法布里-珀罗腔可调光滤波器，其特征在于，所述压电结构层（2）中的压电材料为PZT、LiNbO3、ZnO、AlN中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2或3所述的基于MEMS技术的法布里-珀罗腔可调光滤波器，其特征在于，所述法布里-珀罗腔的底部设置有衬底（4）。
6.根据权利要求1或2或3所述的基于MEMS技术的法布里-珀罗腔可调光滤波器，其特征在于，所述法布里-珀罗腔采用微纳加工工艺制作而成。
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