平面光波导的设计和制作方法及平面光波导技术

本发明专利技术公开了一种平面光波导的设计和制作方法及平面光波导，包括：建立平面光波导的理论模型，并根据平面光波导的性能目标计算出理论模型中第i级MZI结构的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因子和相位延迟结构的相位差；根据第i级MZI结构的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因子和相位延迟结构的相位差，模拟第i级MZI结构的第一耦合器与第二耦合器的结构参数和相位延迟结构的结构参数。本发明专利技术提供的技术方案，建立平面光波导的理论模型，计算出MZI结构中两个耦合器的相位因子和相位延迟结构的相位差，模拟满足上述参数的MZI结构中两个耦合器和相位延迟结构的结构参数，缩短了设计和制作时间，提高了效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤通信领域，更为具体的说，涉及一种平面光波导的设计和制作方 法及平面光波导。
技术介绍
平面光波导是未来集成光路的基础性部件，是光纤通信系统中的必要组成部分。 平面光波导能将光波束缚在光波长量级尺寸的平面介质波导中，稳定而无辐射的传输。其 中，部分平面光波导是采用MZI(Mach_Zehnder interferometer，马赫曾德干涉仪）的结构 设计组成的，在对这些平面光波导进行设计时，耗时较长。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种平面光波导的设计和制作方法及平面光波导，在设 计过程中首先建立平面光波导的理论模型，而后根据理论模型计算出其MZI结构中两个耦 合器的相位因子和相位延迟结构的相位差，进而模拟满足上述参数的MZI结构中两个耦合 器的结构参数和相位延迟结构的结构参数，缩短了设计和制作时间，提高了效率。 为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下： 一种平面光波导的制作方法，所述平面光波导包括级联的第一级MZI结构至第N 级MZI结构，任一级MZI结构包括用于分光的第一耦合器、用于干涉光的第二耦合器和设置 于所述第一耦合器与第二耦合器之间的相位延迟结构，N为不小于1的整数，其中，设计方 法包括： 建立平面光波导的理论模型，并根据所述平面光波导的性能目标计算出所述理论 模型中第i级MZI结构的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因子和相位延迟结构 的相位差； 根据所述第i级MZI结构的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因子和相 位延迟结构的相位差，模拟所述第i级MZI结构的第一耦合器与第二耦合器的结构参数和 相位延迟结构的结构参数，i为不大于N的正整数。 优选的，采用Matlab软件、MathType软件、Matcom软件或Scilab软件，建立平面 光波导的理论模型，并根据所述平面光波导的性能目标计算出所述理论模型中第i级MZI 结构的第一親合器的相位因子、第二親合器的相位因子和相位延迟结构的相位差。 优选的，根据所述第i级MZI结构的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因 子和相位延迟结构的相位差，采用Rsoft软件模拟所述第i级MZI结构的第一耦合器与第 二耦合器的结构参数和相位延迟结构的结构参数。 优选的，任意一级MZI结构满足：【主权项】1. 一种平面光波导的设计方法，其特征在于，所述平面光波导包括级联的第一级MZI 结构至第N级MZI结构，任一级MZI结构包括用于分光的第一耦合器、用于干涉光的第二耦 合器和设置于所述第一耦合器与第二耦合器之间的相位延迟结构，N为不小于1的整数，其 中，设计方法包括： 建立平面光波导的理论模型，并根据所述平面光波导的性能目标计算出所述理论模型 中第i级MZI结构的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因子和相位延迟结构的相 位差； 根据所述第i级MZI结构的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因子和相位延 迟结构的相位差，模拟所述第i级MZI结构的第一耦合器与第二耦合器的结构参数和相位 延迟结构的结构参数，i为不大于N的正整数。2. 根据权利要求1所述的平面光波导的设计方法，其特征在于，采用Matlab软件、 MathType软件、Matcom软件或Scilab软件，建立平面光波导的理论模型，并根据所述平面 光波导的性能目标计算出所述理论模型中第i级MZI结构的第一耦合器的相位因子、第二 耦合器的相位因子和相位延迟结构的相位差。3. 根据权利要求1所述的平面光波导的设计方法，其特征在于，根据所述第i级MZI结 构的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因子和相位延迟结构的相位差，采用Rsoft 软件模拟所述第i级MZI结构的第一耦合器与第二耦合器的结构参数和相位延迟结构的结 构参数。4. 根据权利要求1所述的平面光波导的设计方法，其特征在于，任意一级MZI结构满 足：其中，P_ss_?t表示MZI结构的光输出能量值，A cp表示相位延迟结构的相位差，0^ 示第一耦合器的相位因子，9 2表示第二耦合器的相位因子。5. 根据权利要求4所述的平面光波导的设计方法，其特征在于，所述第一耦合器与第 二耦合器的结构参数包括第一耦合器的耦合臂长度I 1和第二耦合器的耦合臂长度12，所述 相位延迟结构的结构参数包括光程差A L，其中，任意一级MZI结构的相位延迟结构的相位 差A q>满足：任意一级MZI结构的第一親合器的相位因子Q1和第二親合器的相位因子0 2满足：其中，X表不光波波长，neff表不光在波导中传输的有效折射率，Al表不弯曲波导处 的等效耦合长度，L。表示耦合长度。6. -种平面光波导的制作方法，其特征在于，采用权利要求1~5任意一项所述的平面 光波导的设计方法，所得到的每一级MZI结构的第一耦合器与第二耦合器的结构参数和相 位延迟结构的结构参数，制作平面光波导。7. -种平面光波导，其特征在于，采用权利要求6所述平面光波导的制作方法制作而 成。8. 根据权利要求7所述的平面光波导，其特征在于，所述平面光波导为波长不敏感耦 合器、可调光衰减器、光开关、差分移相键控器或波分复用器。【专利摘要】本专利技术公开了一种平面光波导的设计和制作方法及平面光波导，包括：建立平面光波导的理论模型，并根据平面光波导的性能目标计算出理论模型中第i级MZI结构的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因子和相位延迟结构的相位差；根据第i级MZI结构的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因子和相位延迟结构的相位差，模拟第i级MZI结构的第一耦合器与第二耦合器的结构参数和相位延迟结构的结构参数。本专利技术提供的技术方案，建立平面光波导的理论模型，计算出MZI结构中两个耦合器的相位因子和相位延迟结构的相位差，模拟满足上述参数的MZI结构中两个耦合器和相位延迟结构的结构参数，缩短了设计和制作时间，提高了效率。【IPC分类】G02B6-12, G02B6-122【公开号】CN104820262【申请号】CN201510279923【专利技术人】尚宏博, 李朝阳 【申请人】四川飞阳科技有限公司【公开日】2015年8月5日【申请日】2015年5月27日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平面光波导的设计方法，其特征在于，所述平面光波导包括级联的第一级MZI结构至第N级MZI结构，任一级MZI结构包括用于分光的第一耦合器、用于干涉光的第二耦合器和设置于所述第一耦合器与第二耦合器之间的相位延迟结构，N为不小于1的整数，其中，设计方法包括：建立平面光波导的理论模型，并根据所述平面光波导的性能目标计算出所述理论模型中第i级MZI结构的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因子和相位延迟结构的相位差；根据所述第i级MZI结构的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因子和相位延迟结构的相位差，模拟所述第i级MZI结构的第一耦合器与第二耦合器的结构参数和相位延迟结构的结构参数，i为不大于N的正整数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尚宏博，李朝阳，
申请(专利权)人：四川飞阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51