基于反锥形波导的三模式复用器/解复用器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于反锥形波导的三模式复用器/解复用器，包括多模波导、单模波导、第一S弯曲波导、第二S弯曲波导、第一锥形波导、第二锥形波导、第三锥形波导、第四锥形波导、第五锥形波导和第六锥形波导，当基模从第一S弯曲波导输入，则该模式沿着第一S弯曲波导传输，经第二锥形波导耦合，激励并转化成多模波导中的二阶模，当基模从第二S弯曲波导输入，则该模式沿着第二S弯曲波导、第四锥形波导传输，经第五锥形波导耦合，激励并转化成多模波导中的一阶模；优点是具备低串扰，大带宽和大容差等特性，且可采用商业化兼容CMOS工艺制作得到，成本较低，在实际器件制备过程中更具有可控性。

Three mode multiplexer / demultiplexer based on an anti conical waveguide

The invention discloses a three mode multiplexer / reverse tapered waveguide demultiplexer based on multimode waveguides and single-mode waveguide, including S, the first and second S curved waveguide bend waveguide, first and second tapered waveguide tapered waveguide, third, fourth tapered waveguide tapered waveguide, fifth cone shaped waveguide and sixth tapered waveguide, when the base from the first mode input S bend waveguide, the pattern along the first S bend waveguide, the second tapered waveguide coupling, and excitation into two modes in multimode waveguides, when the base mode input from second S bend waveguide, the mode of second S along the bend waveguide, fourth tapered waveguide, fifth tapered waveguide coupling, motivation and transformed into the single mode multimode waveguide; has the advantages of low crosstalk, high bandwidth and high tolerance characteristics, and can be compatible with CMOS process by using a commercial, The cost is low, and it is more controllable in the process of the actual device preparation.

【技术实现步骤摘要】
基于反锥形波导的三模式复用器/解复用器
本专利技术涉及一种复用器/解复用器，尤其是涉及一种基于反锥形波导的三模式复用器/解复用器。
技术介绍
随着并行计算核芯数量的增加用以提高芯片处理器的整体性能，在核与核以及核与储存器之间通信所需的带宽成为关键挑战之一。硅基光互连由于大容量以及与CMOS制备工艺相兼容等特点为实现高效的互连提供了一个较有前景的解决方案。之前，有很多的传统方法用于提升传输容量，比如波分复用(WDM)、偏振分复用(PDM)和多级调制。而模分复用(MDM)利用新物理维度，可进一步扩展传输容量和提高频谱效率，用以满足日益增长的带宽需求。模式复用器/解复用器是模分复用传输系统的关键组件。近几年，随着模式复用技术的发展，在其
已提出许多结构来实现硅基模式复用器/解复用器，比如基于多模光栅辅助耦合器(GACCs)、多模干涉(MMI)耦合器、不对称Y分叉、不对称定向耦合器(ADCs)、绝热耦合器(ACs)和锥形定向耦合器等的模式复用器/解复用器。基于GACCs的模式复用器/解复用器带宽较窄且制造容差较小。虽然基于MMI耦合器的模式复用器/解复用器具有大带宽的优势，但是在拓展更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于反锥形波导的三模式复用器，其特征在于包括多模波导、单模波导、第一S弯曲波导、第二S弯曲波导、第一锥形波导、第二锥形波导、第三锥形波导、第四锥形波导、第五锥形波导和第六锥形波导，所述的多模波导和所述的单模波导均为直波导，所述的第一锥形波导、所述的第二锥形波导、所述的第三锥形波导、所述的第四锥形波导、所述的第五锥形波导和所述的第六锥形波导分别具有小头端和大头端；所述的单模波导的宽度、所述的第一S弯曲波导的宽度、所述的第二S弯曲波导的宽度、所述的第一锥形波导的小头端的宽度、所述的第二锥形波导的小头端的宽度和所述的第四锥形波导的小头端的宽度相等，所述的第一锥形波导的大头端的宽度和所述的多模波导...

【技术特征摘要】
1.一种基于反锥形波导的三模式复用器，其特征在于包括多模波导、单模波导、第一S弯曲波导、第二S弯曲波导、第一锥形波导、第二锥形波导、第三锥形波导、第四锥形波导、第五锥形波导和第六锥形波导，所述的多模波导和所述的单模波导均为直波导，所述的第一锥形波导、所述的第二锥形波导、所述的第三锥形波导、所述的第四锥形波导、所述的第五锥形波导和所述的第六锥形波导分别具有小头端和大头端；所述的单模波导的宽度、所述的第一S弯曲波导的宽度、所述的第二S弯曲波导的宽度、所述的第一锥形波导的小头端的宽度、所述的第二锥形波导的小头端的宽度和所述的第四锥形波导的小头端的宽度相等，所述的第一锥形波导的大头端的宽度和所述的多模波导的宽度相等，所述的第二锥形波导的大头端的宽度和所述的第三锥形波导的大头端的宽度相等，所述的第三锥形波导的小头端的宽度和所述的第六锥形波导的小头端的宽度相等，所述的第四锥形波导的大头端的宽度和所述的第五锥形波导的小头端的宽度相等，所述的第五锥形波导的大头端的宽度和所述的第六锥形波导的大头端的宽度相等；所述的单模波导的始端为所述的三模式复用器的第一输入端，所述的单模波导的尾端和所述的第一锥形波导的小头端连接，所述的第一锥形波导的大头端和所述的多模波导的始端连接，所述的多模波导的尾端为所述的三模式复用器的输出端，所述的第一S弯曲波导的始端为所述的三模式复用器的第三输入端，所述的第一S弯曲波导的尾端和所述的第二锥形波导的小头端连接，所述的第二锥形波导的大头端和所述的第三锥形波导的大头端连接，所述的第二锥形波导位于所述的多模波导的一侧，所述的第二锥形波导的大头端和所述的多模波导之间的间距为0.18μm～0.24μm；所述的第二S弯曲波导的始端为所述的三模式复用器的第二输入端，所述的第二S弯曲波导的尾端和所述的第四锥形波导的小头端连接，所述的第四锥形波导的大头端和所述的第五锥形波导的小头端连接，所述的第五锥形波导的大头端和所述的第六锥形波导的大头端连接，所述的第五锥形波导位于所述的多模波导的另一侧，所述的第五锥形波导的大头端和所述的多模波导之间的间距为0.18μm～0.24μm；将所述的单模波导的宽度、所述的第一S弯曲波导的宽度、所述的第二S弯曲波导的宽度、所述的第一锥形波导的小头端的宽度、所述的第二锥形波导的小头端的宽度和所述的第四锥形波导的小头端的宽度均记为W0，将所述的多模波导的宽度记为W1，将所述的第二锥形波导的大头端的宽度和所述的第三锥形波导的大头端的宽度均记为W2，将所述的第三锥形波导的小头端的宽度和所述的第六锥形波导的小头端的宽度均记为W3，将所述的第四锥形波导的大头端的宽度和所述的第五锥形波导的小头端的宽度均记为W4，将所述的第五锥形波导的大头端的宽度和所述的第六锥形波导的大头端的宽度均记为W5，W1＞W5＞W4＞W2＞W0＞W3≥0.20μm，所述的第二锥形波导的大头端、所述的第二锥形波导的小头端和所述的多模波导的模式传播常数满足以下条件：β3,1＜β1,3＜β2,1，其中，β1,3为所述的多模波导中二阶模的模式传播常数，β2,1为宽度与所述的第二锥形波导的大头端宽度相等的直波导中基模的模式传播常数，β3,1为宽度与所述的第二锥形波导的小头端宽度相等的直波导中基模的模式传播常数，所述的第五锥形波导的大头端、所述的第五锥形波导的小头端和所述的多模波导的模式传播常数满足以下条件：β5,1＜β1,2＜β4,1，其中，β1,2为所述的多模波导中一阶模的模式传播常数，β4,1为宽度与所述的第五锥形波导的大头端宽度相等的直波导中基模的模式传播常数，β5,1为宽度与所述的第五锥形波导的小头端宽度相等的直波导中基模的模式传播常数。2.根据权利要求1所述的一种基于反锥形波导的三模式复用器，其特征在于所述的第二锥形波导的大头端和所述的多模波导之间的间距为0.20μm，所述的第二锥形波导的长度为35μm，所述的第二锥形波导的大头端的宽度为0.46μm，所述的第四锥形波导的大头端的宽度为0.72μm，所述的第五锥形波导的大头端的宽度为0.75μm，所述的第五锥形波导的长度为150μm，所述的多模波导的宽度为1.58μm，所述的单模波导的宽度为0.45μm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟伟，汪鹏君，杨甜军，李仕琪，鲁昊，杨建义，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33