1.一种基于金刚石波导的级联双微环谐振腔滤波器,其特征在于:其采用左右对称结构,左右两侧各包括一个上下话路型微环谐振器、与上下话路型微环谐振器相连的U型波导,左右两侧的U型波导通过一段直波导相连,所述双微环包括第一微环和第二微环;
所述U型波导采用DOI结构,在Si基底上依次生长SiO2层和金刚石Diamond层,利用电子束光刻技术在金刚石Diamond层刻蚀微环滤波器和用于完成热调制的铬金属环,最后再采用等离子体增强化学气相沉积法在DOI结构表面上沉积2μm~3μm厚的SiO2层,以提高谐振器性能;
采用传输矩阵法建立该滤波器的数学模型,以单个微环所在的U型波导连接上下话路型滤波器为单位建立其传递函数,首先分别建立第一微环所在部分和第二微环所在部分的传递函数,再建立整体结构的传递函数;
第一微环所在部分滤波器的传递函数T1为:其中, 第一微环内的衰减因子 光波绕环内半周的相位改变θ1=πR1β、ɑ1表示对应损耗系数、传播常数 R1为第一微环半径,neff为有效折射率,λ为输出波长, U型波导所对应的衰减因子 光波经过整个U型波导后的相位改变值θ11=πR11β、ɑ11表示对应损耗系数, 波导从输入、输出口到耦合区对应直波导内的衰减因子 光波经过对应直波导后的相位变化值θ01=L01β,ɑ0表示直波导的损耗系数,k1为第一微环中的振幅耦合系数、t1为第一微环中的振幅透过系数;R11为第一微环区域中U型波导的弯曲部分对应半径,L01对应从输入端口到第一个耦合区的直波导长度;
第二微环所在部分滤波器的传递函数T2为:其中, 第二微环内的衰减因子 光波绕环内半周的相位改变θ2=πR2β、ɑ2表示对应损耗系数、R2为第二微环半径, U型波导所对应的衰减因子光波经过整个U型波导后的相位改变值θ21=πR21β、ɑ21表示对应损耗系数,波导从输入、输出口到耦合区对应直波导内的衰减因子 光波经过对应直波导后的相位变化值θ02=L02β,R21为第二微环区域中U型波导的弯曲部分对应半径,L02对应从输入端口到第一个耦合区的直波导长度;k2为第二微环中的振幅耦合系数、t2为第二微环中的振幅透过系数;
则该滤波器整体结构的传递函数为T0=T2·M0·T1,其中 α0为连接波导区域的衰减因子,θ0为连接波导区域的相位变化值。
2.根据权利要求1所述的基于金刚石波导的级联双微环谐振腔滤波器,其特征在于:所述滤波器通过金属环加热完成谐振波长的调制;所述滤波器采用对称耦合的形式,各耦合区耦合系数一致,耦合系数均为0.08。
3.根据权利要求1所述的基于金刚石波导的级联双微环谐振腔滤波器,其特征在于:所述上下话路型滤波器中微环半径均为6μm,以获得较大的自由频谱宽度进而提升器件整体滤波效果,同时避免更大的弯曲损耗。
4.根据权利要求1所述的基于金刚石波导的级联双微环谐振腔滤波器,其特征在于:所述直波导和U型波导的损耗系数相同,损耗值为3dB/cm。
5.根据权利要求1所述的基于金刚石波导的级联双微环谐振腔滤波器,其特征在于:所述金刚石Diamond层作为波导芯层材料,其厚度为450nm且宽度为900nm,基底层SiO2的厚度为2μm且Si的厚度为10μm。
6.根据权利要求1所述的基于金刚石波导的级联双微环谐振腔滤波器,其特征在于:所述上下话路型滤波器的中上直波导的长度L1以及下直波导的长度L2均为24μm,直波导与U型波导的间隙d为475nm。