The invention discloses an integrated optical power splitter consists of silicon material on chip, belonging to the technical field of on-chip integrated silicon photonics; including a rectangular silicon waveguide and N parallel tapered silicon waveguide, two seamless connected in series; rectangular waveguide as the silicon optical input port, N tapered silicon waveguide as the output port, and a X axis symmetry; N channel length and height are the same, the width of each channel according to the intensity of the light field in the cross section of the YZ direction of the distribution are determined, two channels of the same size symmetry; with the increase in number of channels, the vertical size only along the width direction of the silicon waveguide increase; transverse dimension along the silicon waveguide length direction is basically unchanged; according to the distribution of light intensity distribution, the proportion of light field is N a silicon waveguide width ratio size. The invention has the advantages of compact structure, simple design, reduced insertion loss of the device in smaller size, and equal power distribution of light for any number of channels.
【技术实现步骤摘要】
一种基于硅基超材料的片上集成型光功率分束器
本专利技术属于片上集成硅光子学
,涉及光波导器件,具体指一种基于硅基超材料的片上集成型光功率分束器。
技术介绍
近年来,各种互联网业务不断涌现,尤其是随着云存储,云计算和大数据等新型技术的不断兴起,全球的信息交流呈现爆炸性的增长。在信息交流越来越便利的同时,对通信系统高速率大容量的要求也越来越高。鉴于电子载体瓶颈效应的日益凸显,光互联技术逐渐成为克服通信网络传输瓶颈的主流技术。集成光电子芯片作为光互联技术的核心吸引了越来越多的关注,而硅基光学器件具有高度集成化以及能和CMOS平台兼容的特性,在片上集成领域将有广阔的应用前景。光波导器件是集成光电子芯片中的关键单元器件之一,采用不同的集成方式,包括单片集成和混合集成;可将各种不同有源器件和无源器件实现有效集成,由于其具有体积小,结构紧凑,性能稳定,损耗小和易于集成等优点,受到广泛的重视和研究。波导型光功率分束器作为集成光子系统中不可或缺的光波导器件,具有实现系统中光功率分配以及其它各种功能光子器件之间有效集成的功能,在系统中起着重要作用。目前,波导型光功率分束器的结构形式主要有基于Y分支波导级联的光功率分束器,基于多模干涉效应(MMI)的光功率分束器以及方向耦合器(DC)等。对于Y分支波导级联的光功率分束器而言,器件需要一段较长的模式扩展区,随着分数通道加倍,不断级联,器件的长度、损耗及非均匀性不断变大,工艺集成难度大,而且无法实现任意通道数的等功率分配;对于基于多模干涉效应(MMI)的光功率分束器而言,为了减小器件插入损耗,通常需要在其输入/输出端口插入一段 ...
【技术保护点】
一种基于硅基超材料的片上集成型光功率分束器,其特征在于,包括一个矩形硅波导和8个并行的锥形硅波导,两者无缝衔接串联在一起;矩形硅波导作为光的输入端口;8个并行的锥形硅波导作为输出端口;8个并行的锥形硅波导从上到下编号分别为通道1~通道8,整个锥形部分关于X轴对称,X轴方向与光的传播方向相同;8个通道的长度相同,均为10um,高度也相同,均为0.22um,每个通道的宽度根据光场强度在横截面yz方向的比例分布分别确定,对称的两个通道尺寸相同,具体为:通道1和通道8的宽度从3.68um~0.5um过渡,通道2和通道7的宽度从0.92um~0.5um过渡,通道3和通道6的宽度从0.71um~0.5um过渡,通道4和通道5的宽度从0.69um~0.5um过渡。
【技术特征摘要】
1.一种基于硅基超材料的片上集成型光功率分束器,其特征在于,包括一个矩形硅波导和8个并行的锥形硅波导,两者无缝衔接串联在一起;矩形硅波导作为光的输入端口;8个并行的锥形硅波导作为输出端口;8个并行的锥形硅波导从上到下编号分别为通道1~通道8,整个锥形部分关于X轴对称,X轴方向与光的传播方向相同;8个通道的长度相同,均为10um,高度也相同,均为0.22um,每个通道的宽度根据光场强度在横截面yz方向的比例分布分别确定,对称的两个通道尺寸相同,具体为:通道1和通道8的宽度从3.68um~0.5um过渡,通道2和通道7的宽度从0.92um~0.5um过渡,通道3和通道6的宽度从0.71um~0.5um过渡,通道4和通道5的宽度从0.69um~0.5um过渡。2.如权利要求1所述的一种基于硅基超材料的片上集成型光功率分束器,其特征在于,所述的矩形硅波导和锥形硅波导选用的硅,折射率均为3.46。3.如权利要求1所述的一种基于硅基超材料的片上集成型光功率分束器,其特征在于,所述的矩形硅波导的长*宽*高尺寸为:10um*12um*0.22...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨大全,王波,陈鑫,纪越峰,
申请(专利权)人:北京邮电大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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