粗波分复用/解复用器及光通信设备制造技术

本发明专利技术提供一种粗波分复用/解复用器及光通信设备，粗波分复用/解复用器至少包括通过一阶自映像效应进行输出的一阶输出波导区及通过二阶自映像效应进行输出的二阶输出波导区；本发明专利技术的粗波分复用/解复用器，通过将输出波导分成具有不同阶数的输出波导区，增大了输出通道数，在不增加多模波导的尺寸的前提下，提高了单个AMMI的波分复用/解复用能力；进一步的，通过增大相邻的输出波导所输出的中心波长的间隔，可在提高集成度的同时，保持器件性能，以避免增大串扰；从而本发明专利技术可提供插入损耗低、器件尺寸小、设计及工艺制作简单的粗波分复用/解复用器。

【技术实现步骤摘要】
粗波分复用/解复用器及光通信设备
本专利技术属于光通信与硅基光电子领域，涉及一种粗波分复用/解复用器及光通信设备。
技术介绍
粗波分复用(Coarsewavelengthdivisionmultiplexing，简称CWDM)，又称稀疏波分复用、疏波分复用，是一种利用光复用器将在不同光纤中传输的波长复用到一根光纤中传输的技术，在光通信领域具有广泛的应用，如5G前传光网络、光模块、数据中心等。AMMI(AngledMultimodeInterferometer，简称AMMI)是一种利用多模波导自映像效应实现粗波分复用/解复用的硅基光电子器件。其基本结构为：输入波导与输出波导平行放置，并分别与多模波导的水平轴向方向具有一定的夹角。其应用的基本原理为：不同波长的光，经多模波导传输后，出现自映像的位置不同，在相应位置放置输出波导，即可将不同波长的光在空间上分开。AMMI与其他基于集成光学的粗波分复用/解复用器相比，如阵列波导光栅(ArrayedWaveguideGrating，简称AWG)，AMMI具有插入损耗低、器件尺寸小、设计及制造工艺简单的优势。但AMMI受到倾斜角、多模波导长度、宽度等因素的影响，基于单个AMMI的粗波分复用/解复用器输出通道数较小(通常为3通道或4通道)，限制了它的进一步应用。因此，如何在维持AMMI粗波分复用/解复用器的尺寸优势的前提下，提高输出通道数、实现多波长的分光，是亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种粗波分复用/解复用器及光通信设备，用于解决现有技术中难以在维持AMMI粗波分复用/解复用器的尺寸优势的前提下，提高输出通道数、实现多波长的分光的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种粗波分复用/解复用器，包括：多模波导，所述多模波导的宽度为WMDW；输入波导，所述输入波导与所述多模波导相连，且所述输入波导与所述多模波导的水平轴向方向具有夹角；输出波导区，所述输出波导区中的输出波导与所述多模波导相连，且所述输出波导与所述输入波导平行设置，所述输出波导区至少包括通过一阶自映像效应进行输出的一阶输出波导区及通过二阶自映像效应进行输出的二阶输出波导区，所述输出波导区的最高阶数为m；其中，所述多模波导的宽度WMDW与基于多模波导一阶自映像效应的粗波分复用/解复用器的多模波导的宽度WMDW′的关系为可选地，在同一所述输出波导区中，相邻的所述输出波导的中心波长的间隔Δλ与基于多模波导一阶自映像效应的粗波分复用/解复用器的相邻的输出波导的中心波长的间隔Δλ′的关系为Δλ＝mΔλ′。可选地，所述输出波导区的阶数m的范围包括m≥3。可选地，同一所述输出波导区中的所述输出波导的通道数n的范围包括6≥n≥1。可选地，所述输入波导与所述多模波导通过宽度渐变的锥形波导连接，所述输出波导与所述多模波导通过宽度渐变的锥形波导连接。可选地，所述输入波导包括宽度渐变的锥形波导，所述输出波导包括宽度渐变的锥形波导。可选地，波导芯层的材料包括氮化硅、氮氧化硅、二氧化硅、硅中的一种，所述波导芯层的折射率大于所述波导包层。可选地，所述多模波导包括条形波导或脊型波导，所述输入波导包括条形波导或脊型波导，所述输出波导包括条形波导或脊型波导。本专利技术还提供一种采用上述的粗波分复用/解复用器的光通信设备。如上所述，本专利技术的粗波分复用/解复用器及光通信设备，在粗波分复用/解复用器中，通过多模波导的多阶自映像效应，将输出波导分成具有不同阶数的输出波导区，增大了输出通道数，在不增加多模波导的尺寸的前提下，提高了单个AMMI的复用/解复用能力；进一步的，通过增大相邻的输出波导所输出的中心波长的间隔，可在提高集成度的同时，保持器件性能，以避免增大串扰。因此，本专利技术可提供插入损耗低、器件尺寸小、设计及工艺制作简单的粗波分复用/解复用器。附图说明图1显示为本专利技术中基于多模波导多阶自映像效应的粗波分复用/解复用器的结构示意图。图2显示为基于多模波导一阶自映像效应的粗波分复用/解复用器的波导芯层的结构示意图。图3显示为基于多模波导两阶自映像效应的粗波分复用/解复用器的波导芯层的结构示意图。元件标号说明100、100’波导芯层101、101’输入波导102、102’一阶输出波导区103二阶输出波导区104、104’多模波导200衬底300波导下包层400波导上包层1’、2’、3’、4’、1、2、3、输出波导的通道4、5、6、7、8具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1～图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。参阅图1，本实施例提供一种粗波分复用/解复用器，所述粗波分复用/解复用器包括衬底200、波导芯层100、波导下包层300及波导上包层400。作为示例，所述波导芯层100的材料包括氮化硅、氮氧化硅、二氧化硅、硅中的一种；所述波导下包层300或所述波导上包层400的材料的折射率小于波导芯层，有关所述波导芯层100及波导包层的材料的选择，此处不作过分限制。作为示例，所述输入波导101与所述多模波导104通过宽度渐变的锥形波导连接，所述输出波导与所述多模波导104通过宽度渐变的锥形波导连接。具体的，本实施例中，所述输入波导101及所述输出波导均采用条形波导，且分别通过锥形波导与所述多模波导104进行连接，以通过所述锥形波导，实现模斑转换和绝热光传输，但并非局限于此，所述输入波导101及所述输出波导也可采用锥形波导，且可通过如条形波导与所述多模波导104进行连接。作为示例，所述多模波导104包括条形波导或脊型波导，所述输入波导101包括条形波导或脊型波导，所述输出波导包括条形波导或脊型波导。具体的，本实施例中，所述粗波分复用/解复用器以条形波导作为示例进行说明，但并非局限于此，所述粗波分复用/解复用器也可包括脊型波导，即所述多模波导104可包括条形波导或脊型波导，所述输入波导101可包括条形波导或脊型波导，所述输出波导可包括条形波导或脊型波导，此处不作过分限制，可根据需要进行选择。参阅图3，本实施例提供一种基于多模波导两阶自映像效应的粗波分复用/解复用器，所述波导芯层100包括依次连接的输入波导101、多模波导104、通过一阶自映像效应进行输出的一阶输出波导区本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粗波分复用/解复用器，其特征在于，包括：/n多模波导，所述多模波导的宽度为W

【技术特征摘要】
1.一种粗波分复用/解复用器，其特征在于，包括：
多模波导，所述多模波导的宽度为WMDW；
输入波导，所述输入波导与所述多模波导相连，且所述输入波导与所述多模波导的水平轴向方向具有夹角；
输出波导区，所述输出波导区中的输出波导与所述多模波导相连，且所述输出波导与所述输入波导平行设置，所述输出波导区至少包括通过一阶自映像效应进行输出的一阶输出波导区及通过二阶自映像效应进行输出的二阶输出波导区，所述输出波导区的最高阶数为m；
其中，所述多模波导的宽度WMDW与基于多模波导一阶自映像效应的粗波分复用/解复用器的多模波导的宽度WMDW′的关系为


2.根据权利要求1所述的粗波分复用/解复用器，其特征在于：在同一所述输出波导区中，相邻的所述输出波导的中心波长的间隔Δλ与基于多模波导一阶自映像效应的粗波分复用/解复用器的相邻的输出波导的中心波长的间隔Δλ′的关系为Δλ＝mΔλ′。


3.根据权利要求1所述的粗波分复用/解复用器，其特征在于：所述输出波导区的阶数m的范围包括m≥3。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李智慧，梁宇鑫，杨忠华，崔乃迪，何来胜，
申请(专利权)人：联合微电子中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50