偏振不敏感陣列波導光柵的製作方法
2023-08-06 02:02:36 1
專利名稱：偏振不敏感陣列波導光柵的製作方法
技術領域：
偏振不敏感陣列波導光柵技術領域木實用新型涉及一種偏振不敏感陣列波導光柵，屬於平面光波導集成器件 領域。
技術背景陣列波導光柵是一種典型的集成型波分復用/解復用器件，傳統的陣列波導光柵依次由輸入波導l、輸入平板波導2、陣列波導4、輸出平板波導6和輸出 波導8連接組成(見圖1)，複合光從輸入波導入射，進入平板波導並發散傳輸， 然後耦合到波導陣列中的各條波導。相鄰陣列波導存在一定光程差，從而對各 波長的光產生不同的位相差，實現光柵的色散功能。經過輸出平板波導後，不 同波長的光會聚於陣列波導光柵像面上的不同點，然後再耦合到對應位置的輸 出波導，即可將不同波長的光從不同輸出波導輸出，實現了不同波長的光的分 離，這就是波分解復用的功能。反過來，就可以實現波分復用功能。在陣列波 導光柵(AWG)的實際應用中，如何消除其偏振相關性，從而使之偏振不敏感是 一個非常重要的研究課題。對於傳統的大尺寸陣列波導光柵，已經有多種偏振 補償技術實現偏振不敏感特性。近年來，矽納米線光波導以其超緊湊結構的特點逐漸受到人們重視。和傳 統陣列波導光柵不同的是，矽納米線陣列波導光柵的通道間隔、中心波長均對 偏振極為敏感。而傳統的偏振補償技術往往僅能消除中心波長的偏振相關性， 並不適用於矽納米線陣列波導光柵。 發明內容本實用新型的目的是提供一種偏振不敏感陣列波導光柵。 本實用新型的偏振不敏感陣列波導光柵包括輸入波導、輸入平板波導，兩 組參數相互獨立陣列波導，輸出平板波導以及輸出波導，輸入平板波導中具有 偏振分束器，輸出平板波導中具有偏振合束器，第一組陣列波導和第二組陣列 波導的一端分別通過輸入平板波導與輸入波導相連，第一組陣列波導和第二組 陣列波導的另一端分別通過輸出平板波導與輸出波導相連。上述的兩組陣列波導的參數包括波導寬度、長度、條數、末端間距等。第 一組陣列波導和第二組陣列波導的參數相互獨立選取。第一組陣列波導和第二 組陣列波導中的參數滿足使兩組陣列波導的中心通道波長相等和通道間隔相等 的條件。通常使第一組陣列波導和第二組陣列波導中的相鄰波導的長度差與末端間距滿足使兩個偏振的中心通道波長、通道間隔均相等的條件。上述的偏振分束器可以是布拉格光柵結構或光子晶體結構。偏振合束器也 可以是布拉格光柵結構或光子晶體結構。其工作過程為複合光從輸入波導入射，進入平板波導並發散傳輸，到達 偏振分束器後，分成兩路(1)其中一個偏振光被反射進入第一組陣列波導， 然後在輸出平板波導傳輸一段距離，併到達偏振合束器，再次被反射，聚焦之 後被相應的輸出波導接收；(2)另一個偏振光被透射進入第二組陣列波導，然 後在輸出平板波導傳輸一段距離，併到達偏振合束器，再次透射傳輸，聚焦之 後被相應的輸出波導接收。本實用新型有益的效果是由於採用了兩組參數相互獨立的陣列波導，可分別針對橫電模(TE)、橫磁模 (TM)獨立選取陣列波導的參數，從而同時消除通道間隔、中心通道波長的偏振 相關性。克服了傳統偏振補償技術不能消除通道間隔偏振敏感的局限性。本實 用新型結構簡單，設計方便，且未引入額外的複雜工藝，僅需製作陣列波導光 柵的標準工藝。
圖l是傳統陣列波導光柵的結構示意圖； 圖2是本實用新型偏振不敏感陣列波導光柵的結構示意圖；具體實施方式
參照圖2，本實用新型的偏振不敏感的陣列波導光柵，包括輸入波導l、輸 入平板波導2，兩組參數相互獨立的陣列波導4、 5，輸出平板波導6以及輸出 波導8，輸入平板波導2中具有偏振分束器3，輸出平板波導6中具有偏振合束 器7，第一組陣列波導4和第二組陣列波導5的一端分別通過輸入平板波導2與 輸入波導1相連，第一組陣列波導4和第二組陣列波導5的另一端分別通過輸 出平板波導6與輸出波導8相連。下面給出一個具體實施例。此例中，偏振分束器和偏振合束器分別採用光子晶體結構。平板波導長度 ZFPR=30.0^im，厚度為300nm，輸出波導間距4^1.832^im，光波導的芯層、下包 層、上包層的折射率分別為3.455、 1.46、 1.0。第一組陣列波導參數為陣列波導總數iVWG=34，陣列波導末端間隔 6/g=1.0pm。陣列波導寬度^。=500腦、相鄰波導長度差AL-11.376,。第二組陣列波導參數為陣列波導總數A^(^34，陣列波導末端間隔^=1.024 jim，陣列波導寬度Wec^500nm，相鄰波導長度差AZ^ 16.70 pm。兩組陣列波導的中心通道波長均為1555.75nm、通道間隔均為4nm，實現了偏振不敏感的陣列波導光柵。其工作過程為複合光從輸入波導1入射，進入平板波導2並發散傳輸，到達偏振分束器3後，分成兩路(1)其中一個偏振被反射進入陣列波導5，然後在輸出平板波導6傳輸一段距離，併到達偏振合束器7，再次被反射，聚焦之 後被相應的輸出波導8接收；(2)另一個偏振被透射進入陣列波導4，然後在輸 出平板波導6傳輸一段距離，併到達偏振合束器7，再次透射傳輸，聚焦之後被 相應的輸出波導8接收。上述實施例用來解釋說明本實用新型，而不是對本實用新型進行限制，在 本實用新型的精神和權利要求的保護範圍內，對本實用新型作出的任何修改和 改變，都落入本實用新型的保護範圍。
權利要求1、偏振不敏感陣列波導光柵，其特徵在於包括輸入波導(1)、輸入平板波導(2)，兩組參數相互獨立的陣列波導(4)、(5)，輸出平板波導(6)以及輸出波導(8)，輸入平板波導(2)中具有偏振分束器(3)，輸出平板波導(6)中具有偏振合束器(7)，第一組陣列波導(4)和第二組陣列波導(5)的一端分別通過輸入平板波導(2)與輸入波導(1)相連，第一組陣列波導(4)和第二組陣列波導(5)的另一端分別通過輸出平板波導(6)與輸出波導(8)相連。
2、 根據權利要求1所述的偏振不敏感陣列波導光柵，其特徵是第一組陣列 波導(4)和第二組陣列波導(5)的參數滿足使兩組陣列波導的中心通道波長相等和 通道間隔相等的條件。
3、 根據權利要求1所述的偏振不敏感陣列波導光柵，其特徵是偏振分束器(3) 為布拉格光柵結構或光子晶體結構。
4、 根據權利要求1所述的偏振不敏感陣列波導光柵，其特徵是偏振合束器 (7)為布拉格光柵結構或光子晶體結構。
專利摘要本實用新型公開的偏振不敏感陣列波導光柵包括輸入波導、輸入平板波導，兩組參數相互獨立陣列波導，輸出平板波導以及輸出波導，輸入平板波導中具有偏振分束器，輸出平板波導中具有偏振合束器，第一組陣列波導和第二組陣列波導的一端分別通過輸入平板波導與輸入波導相連，第一組陣列波導和第二組陣列波導的另一端分別通過輸出平板波導與輸出波導相連。本實用新型由於採用了兩組參數相互獨立的陣列波導，可分別針對橫電模、橫磁模獨立選取陣列波導的參數，從而同時消除通道間隔、中心通道波長的偏振相關性。克服了傳統偏振補償技術不能消除通道間隔偏振敏感的局限性。本實用新型結構簡單，設計方便，且未引入額外的複雜工藝，僅需製作陣列波導光柵的標準工藝。
文檔編號G02B6/02GK201159783SQ20082008192
公開日2008年12月3日 申請日期2008年1月7日 優先權日2008年1月7日
發明者戴道鋅 申請人:浙江大學