硅基集成的窄带宽、超高抑制比微波光子滤波器

微波光子滤波器是射频信号处理系统中的关键器件。目前大多数高性能微波光子滤波器都是采用光纤和分离光电器件来实现。为了减小滤波器的体积，近年来，基于硅基微环的微波光子滤波技术得到了广泛研究。然而受限于硅基微环不能同时具有窄带宽和高消光比这一特点，所获得的微波光子滤波器普遍带宽大于2GHz、抑制比低于30dB。

为提高微波光子滤波器的性能，武汉光电国家研究中心光电子器件与集成功能实验室张新亮教授、于源讲师和学生刘小龙等人提出了一个基于微环耦合级联马赫曾德尔干涉仪结构的微波光子滤波器（如图1所示）。实验结果表明，在硅基波导传输损耗为1.65dB/cm的工艺水平下，该滤波器实现了60dB以上的超过抑制比，带宽为780MHz，并且调谐范围达到0-40GHz（如图2所示），是目前已知的第一个无需外部电子器件辅助而同时实现超高抑制比和窄带宽的硅基微波光子滤波器。这一研究发现可直接应用于未来的硅基光子集成技术中。

图1、（a）器件结构示意图（b）实际器件显微图

图2、（a）超高抑制比实验结果（b）滤波器调谐性

2018年3月13日，该研究成果以题目“Silicon-on-insulator-based microwave photonic filter with narrowband and ultrahigh peak rejection”发表在美国光学学会（OSA）旗下杂志《光学快报》（Optics Letters）上。该研究成果获得了国家优秀青年科学基金和国家自然科学基金的支持。

来源：武汉光电国家实验室(筹)