宽光谱高分辨率波导分光芯片结构制造技术

一种宽光谱高分辨率波导分光芯片结构，包括级联MZI波导宽谱分光模块，用于将输入光进行宽光谱预分光，并将输出的多路预分光传输至阵列波导分光模块；阵列波导分光模块，用于将级联MZI波导分光模块的输出的多路预分光进行精细分光，输出更多路窄带宽的光波；调相模块，用于对所述阵列波导分光模块进行调相，调制所述阵列波导分光模块输出的中心波长。本发明专利技术将具有较宽带宽的级联MZI结构和较高分辨率的AWG结构相结合，在实现较大光谱范围的同时可实现较高的光谱分辨率，引入光谱差分分析技术，可进一步提高光谱分辨率，可基于成熟的硅光工艺进行批量生产，实现低成本制作。

Wide Spectrum and High Resolution Waveguide Spectroscopic Chip Structure

A wide-spectrum and high-resolution waveguide splitter chip structure includes a cascaded MZI waveguide broad-spectrum splitter module, which is used to pre-splitting the input light broadly and transmit the output multi-channel pre-splitter to the arrayed waveguide splitter module; an arrayed waveguide splitter module, which is used to fine splitting the output multi-channel pre-splitter of the cascaded MZI waveguide splitter module to output more narrow-bandwidth light. A wave; a phase modulation module is used to phase the array waveguide splitting module and modulate the central wavelength of the output of the array waveguide splitting module. The invention combines a cascaded MZI structure with a wider bandwidth and a higher resolution AWG structure, achieves a higher spectral resolution while achieving a larger spectral range. The introduction of spectral difference analysis technology can further improve the spectral resolution, and can be mass-produced based on mature silicon optical technology to achieve low-cost fabrication.

【技术实现步骤摘要】
宽光谱高分辨率波导分光芯片结构
本专利技术涉及波导光谱分析器件领域，具体而言，涉及一种基于级联MZI技术、AWG技术和调相技术的波导集成的分光芯片结构。
技术介绍
光谱分析技术作为一种重要的光探测感知手段，可广泛应用于食品物质成分检测、气体检测、生物医学应用等众多领域。相较于传统的化学滴定、色谱、质谱以及核磁等方案有着预处理复杂、样品难以循环使用、大多需要使用有毒溶剂辅助等缺陷，而光谱检测具有非接触、无损、实时检测的优势。基于此优势，光谱检测技术具有较大的市场应用潜力和广阔的应用前景。传统的光谱检测技术是基于分立的光机元器件，仪器体积庞大，虽精度较高，但造价昂贵(几十万-上百万)，灵活性差，限制了此种光谱仪只能在实验室、物品检验室中使用，难以进入市场直接为消费者服务。微型光谱分光技术，通过紧凑的光路设计和新型的加工工艺将传统光谱仪的体积、重量和价格大大降低。虽然微型光谱仪可测量的光谱范围和光谱分辨率相较于传统大型的光谱仪而言，有所降低，但是针对特定范围内的用途已足够。芯片级光谱分光技术，是利用微纳加工工艺将将光谱仪的体积和重量进一步减小，产品小而薄。芯片级的光谱分析技术不仅改变了光谱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽光谱高分辨率波导分光芯片结构，其特征在于：包括级联MZI波导宽谱分光模块，阵列波导分光模块和调相模块；所述级联MZI波导宽谱分光模块，用于将输入光进行宽光谱预分光，并将输出的多路预分光传输至阵列波导分光模块；所述阵列波导分光模块，用于将级联MZI波导分光模块的输出的多路预分光进行精细分光，输出更多路窄带宽的光波；调相模块，用于对所述阵列波导分光模块进行调相，调制所述阵列波导分光模块输出的中心波长。

【技术特征摘要】
1.一种宽光谱高分辨率波导分光芯片结构，其特征在于：包括级联MZI波导宽谱分光模块，阵列波导分光模块和调相模块；所述级联MZI波导宽谱分光模块，用于将输入光进行宽光谱预分光，并将输出的多路预分光传输至阵列波导分光模块；所述阵列波导分光模块，用于将级联MZI波导分光模块的输出的多路预分光进行精细分光，输出更多路窄带宽的光波；调相模块，用于对所述阵列波导分光模块进行调相，调制所述阵列波导分光模块输出的中心波长。2.根据权利要求1所述的波导分光芯片结构，其特征在于：所述级联MZI波导宽谱分光模块为串并联设计的多级MZI结构，和/或；所述阵列波导分光模块为多个中心波长不同的阵列波导光栅(AWG)和/或；所述调相模块，为热光调相模块或载流子色散效应调相模块和/或；波导分光芯片的波导选用硅材料，聚合物材料或Ⅲ-Ⅴ族材料。3.根据权利要求2所述的波导分光芯片结构，其特征在于：所述级联MZI波导宽谱分光模块为两级结构，其中第一级MZI结构为单一的MZI结构，用于实现第一级分光，第二级MZI结构为两个并联的MZI结构，第一级分光分出的两束光，传输至并联的第二级MZI结构中。4.根据权利要求3所述的波导分光芯片结构，其特征在于：所述阵列波导光栅(AWG)为8通道的AWG结构。5.根据权利要求4所述的波导分光芯片结构，其特征在于：所述调相模块，为热光调相模块，针对AWG结构引入热电极，进行热光调相。6.根据权利要求5所述的波导分光芯片结构，其特征在于：所述级联MZI波导宽谱分光模块中，第一级MZI结构，自由光谱范围为200nm，中心波长为1350nm，用于将输入的带宽为1150nm-1550nm的光进行第一级分光，分光后经耦合器输出为带宽为200nm的两束宽光谱光，并传输至并联的第二级MZI结构中；第二级MZI结构，自...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟平，胡小燕，赵少宇，张东亮，林霄，刘大川，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司信息科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11