一种可精确调控谐振频率的环形谐振器技术领域
本发明属于光谐振器技术领域，具体涉及一种可精确调控谐振频率的环形谐振
器。
背景技术
光谐振器是常见的滤波器件。环形谐振器是谐振器的一种，其构造如图1所示，包
括直波导和与之耦合的环形波导，光在直波导中传播时某个波长的光耦合进环形波导中传
播使得能量衰减，从而达到滤波的作用。但这种传统的普通谐振器不具有调控谐振频率的
作用，其滤波的波长即谐振波长一旦器件结构确定就确定了，不具备可调控性。
发明内容
基于此，针对上述问题，本发明提出一种可精确调控谐振频率的环形谐振器，在谐
振环上覆盖一层相变材料掺铪氧化钒HF-VO2，这种材料在不同的温度下具有不同的折射
率，从而可以达到调控谐振环有效折射率的作用，进而调控对应的谐振波长。
本发明的技术方案是：一种可精确调控谐振频率的环形谐振器，包括直波导以及
与所述直波导耦合的谐振环；所述谐振环上覆盖有掺铪氧化钒薄膜。
作为本发明的进一步改进，所述掺铪氧化钒中的掺杂比例为：铪与氧化钒的质量
比为1％-3％。
作为本发明的进一步改进，所述掺铪氧化钒薄膜的长度与所述谐振环的周长之比
为1％。
作为本发明的进一步改进，所述掺铪氧化钒薄膜的厚度为50纳米。
作为本发明的进一步改进，所述谐振环的宽度为500纳米，谐振环的厚度为200纳
米，谐振环的直径为2微米。
作为本发明的进一步改进，所述直波导与所述谐振环之间的间距为900纳米。
本发明的有益效果是：在谐振环上覆盖一层相变材料掺铪氧化钒HF-VO2，这种材
料在不同的温度下具有不同的折射率，从而可以达到调控谐振环有效折射率的作用，进而
调控对应的谐振波长，实现精确调控谐振频率的目的。
附图说明
图1是传统环形谐振器的结构示意图；
图2是本发明实施例所述可精确调控谐振频率的环形谐振器的结构示意图；
图3是升温和降温时0％掺杂氧化钒或是3％掺杂氧化钒的透过率曲线对比图；
图4是不同铪掺杂比例下掺铪氧化钒的XRD曲线；
图5是不同铪掺杂比例下掺铪氧化钒在高低温下的折射率对比图；
图6是铪掺杂浓度为3％的氧化钒在15摄氏度和85摄氏度时的测试曲线图；
附图标记说明：
10直波导，20谐振环，21掺铪氧化钒薄膜，H1为谐振环的厚度，H2为谐振环的宽度，
H3直波导与谐振环的间距，t为掺铪氧化钒薄膜的厚度，L为掺铪氧化钒薄膜的长度。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例：
如图2所示，一种可精确调控谐振频率的环形谐振器，包括直波导10以及与所述直
波导10耦合的谐振环20；所述谐振环20上覆盖有掺铪氧化钒HF-VO2薄膜21。
由于掺铪氧化钒HF-VO2这种材料在不同温度下具有不同的折射率，从而可以达到
调控谐振环20有效折射率的作用，进而调控对应的谐振波长。
本实施例中，之所以选择在谐振环20上覆盖掺铪氧化钒而不直接选择覆盖氧化
钒，因为氧化钒在改变折射率时升温和降温情况不同，即在同一温度下，氧化钒对应有两个
折射率，无法通过温度的改变来精确控制其折射率；而掺铪氧化钒在升温和降温时折射率
的改变几乎相同，也就是一个温度对应一个折射率或透过率，因而可以通过控制其温度改
变以精确控制其折射率，进而精确控制谐振环20的有效折射率，最终达到精确控制谐振环
20的谐振波长的目的。如图3，给出了无掺杂氧化钒在60摄氏度升温和降温时的透过率曲
线，从图中可以看出，无掺杂氧化钒在升温和降温时的透过率曲线完全不同；以及铪掺杂浓
度3％的氧化钒在60摄氏度升温和降温时的透过率曲线，从图中可以看出，铪掺杂浓度3％
的氧化钒在升温和降温时的透过率曲线几乎相同。
在另一个实施例中，所述掺铪氧化钒中的掺杂比例为：铪与氧化钒的质量比为
1％-3％。
必须对掺铪氧化钒中的掺杂比例进行精确控制，只有在掺杂比例控制在1％-3％
时，才能得到较为纯的掺铪氧化钒而不出现其它跟相变无关的杂相，如图4所示，给出了不
同铪掺杂比例下掺铪氧化钒的XRD曲线。
如图5所示，是不同铪掺杂比例氧化钒在高低温下的折射率对比，可见掺铪氧化钒
确实能起到在不同温度下改变折射率的作用。
在另一个实施例中，所述掺铪氧化钒薄膜21的长度L与所述谐振环20的周长之比
为1％。
在另一个实施例中，所述掺铪氧化钒薄膜21的厚度t为50纳米。
在另一个实施例中，所述谐振环20的宽度H2为500纳米，谐振环20的厚度H1为200
纳米，谐振环20的直径为2微米。
在另一个实施例中，所述直波导10与所述谐振环20之间的间距H3为900纳米。
对铪掺杂浓度为3％的上述环形谐振器做了不同温度测试，发现确实在不同温度
下具有不同的谐振波长。如图6所示，低温15度时谐振波长为红色尖峰位置，而到80度时为
蓝色尖峰位置。证明这种可调控谐振频率的谐振器是可以顺利工作的。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并
不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员
来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保
护范围。