滤波器是光信号处理中的基本原件。传统的滤波器通过本身幅频响应的变化实现信号滤波，而全通滤波器通过本身的相频响应特性改变信号的相位信息。除了固定的插损，全通滤波器对信号的幅度没有任何影响。这种特性在许多系统中都有着潜在应用，例如微波光子移相器、光学可调延时线、希尔伯特变换等等。过去对全通滤波器的探索更多地局限于理论研究，并没有实际制作出全通滤波器。

2020年8月， ACS Photonics在线发表了华中科技大学武汉光电国家研究中心于源副教授、张新亮教授等人的最新研究进展“基于绝缘体上硅的光学全通滤波器”（ Optical All-Pass Filter in Silicon-on-Insulator）。研究人员提出了分析全通型微环响应的新方法。在复平面内采用向量表示微环的幅频和相频响应，发现向量终点的轨迹随着波长的变化构成一个封闭的圆。该方法可对全通型微环谐振器的相关结构进行直观的几何分析，简化微环谐振器相关的分析和设计。在此基础上，研究团队在硅基集成平台上利用马赫-泽德干涉仪（MZI）和微环谐振器（MRR）结构实现了光学全通滤波器。实验结果显示，在1545nm到1555nm波长范围，该全通滤波器的幅频响应抖动小于0.8dB。基于该光学全通滤波器可实现宽带的微波光子移相器，相位在0到1.84π范围内可调的微波光子移相器，工作带宽4-40GHz，幅度抖动小于1dB。

图1. 全通滤波器结构示意图

图2.复平面理论分析

图3.测试结果

武汉光电国家研究中心的硕士生蒋伟军为该论文的第一作者, 于源副教授和张新亮教授为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委等项目支持。

文章链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphotonics.0c00848