基于铌酸锂(LiNbO3)驱动器的兆赫兹级宽调谐光纤滤波器研究

【编辑推荐】高速光纤可调滤波器是瞬态事件监测的核心器件，但传统压电陶瓷(PZT)因机械品质因数(Q值)低难以突破千赫兹速率瓶颈。研究人员创新性地采用多层铌酸锂(LiNbO3, Y-cut 163°)驱动结构集成光纤法珀(FP)腔，利用其低介电损耗、高机电耦合系数(EMCC)特性，实现1.52 MHz调谐频率与20 nm调谐范围，为光纤解调系统提供亚微秒级光谱监测新方案。

　　

在光谱分析与波长扫描领域，高速光纤可调滤波器堪称捕捉爆破、地震波等亚微秒级瞬态事件的"光学猎手"。传统压电陶瓷驱动器(PZT)因机械品质因数(Q值)低下和介电损耗高，调谐速率被禁锢在10 kHz量级。这项研究另辟蹊径，将光纤法珀腔(FP)与多层铌酸锂(LiNbO₃, Y-cut 163°)驱动结构联姻——这种晶体材料自带"三重天赋"：近乎零介电损耗、傲人的机电耦合系数(EMCC)、以及超高的机械Q值。通过轻量化集成设计，这个"光学弹簧"既能以1.52 MHz频率高速振荡（相当于每秒钟完成152万次精准调谐），又能保持20纳米宽幅波长扫描范围，滤波精细度与光学损耗控制同样令人惊艳。更巧妙的是，无需粘合剂的免对准组装工艺让器件响应稳如磐石，彻底摆脱了迟滞补偿的桎梏。这项技术为光纤解调系统装上了"高速快门"，使得捕捉转瞬即逝的光谱特征变得像拍摄静态照片般轻松，为瞬态物理量监测树立了新标杆。