可集成多信道色散补偿器制造技术

本发明专利技术一种可集成多信道色散补偿器，其特征在于，包括：一衬底；一第一纳米线波导，该第一纳米线波导制作在衬底上；一第二纳米线波导，该第二纳米线波导制作在衬底上；一第一光栅，该第一光栅制作在第一纳米线波导上，光信号被第一光栅耦合出第一纳米线波导；一第二光栅，该第二光栅制作在第二纳米线波导上，从第一光栅耦合出来的光信号被第二光栅耦合入第二纳米线波导；其中该第一纳米线波导、第二纳米线波导平行并列在衬底上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设计 一 种采用纳米线波导取样光栅结构实现可集 成多信道色散补偿的技术方案，其中采用的对栅耦合结构使得 纳米线波导取样光栅可以与其他光子器件进行单片集成。
技术介绍
在传输容量大于1 0 Gb/s的大容量光纤通信系统中，光 纤的色散成为限制传输距离和传输容量的主要因素。在长距离 光纤通信系统中需要对由于色散而发生畸变的信号进行色散 补偿，以保证通信的正常进行。目前常用于WDM系统的色散补 偿器是光纤光栅色散补偿器，利用取样光纤光栅可以对WDM 系统多个信道同时进行色散补偿。随着光网络带宽的提高，光 节点功能更加复杂，为了实现光网络节点的智能化，必须集成 大量的光功能器件，如滤波器、光开关、方向耦合器等，其中 也包括色散补偿器，但是取样光纤光栅属于光纤型器件，无法 实现芯片级集成，不能满足智能光网络对器件高集成度的要 求。实现可集成多信道色散补偿器的关键 一 是选择合适的材料，不仅可以实现色散补偿器件，还能方便的与其他器件集 成；二是如何实现输入、输出信号的分离，光栅是反射型器件，从同一端口输入、输出信号，在取样光纤光栅色散补偿器中通 常采用光环形器将输入、输出信号进行分离，由于光环形器是 基于磁光效应的器件，无法进行芯片集成，影响器件的集成度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出 一 种可集成多信道色散补偿器，其 实现可集成多信道色散补偿。本专利技术 一 种可集成多信道色散补偿器，其特征在于，包括一衬底；一第 一 纳米线波导，该第 一 纳米线波导制作在衬底上； 一第二纳米线波导，该第二纳米线波导制作在衬底上；一第 一 光栅，该第 一 光栅制作在第 一 纳米线波导上，光信 号被第 一 光栅耦合出第 一 纳米线波导 ，一第二光栅，该第二光栅制作在第二纳米线波导上，从第 一光栅耦合出来的光信号被第二光栅耦合入第二纳米线波导；其中该第 一 纳米线波导、第二纳米线波导平行并列在衬底上。其中该第一光栅为倾斜光栅。其中该第二光栅为倾斜光栅。其中该衬底为soi:材料的衬底，该衬底的折射率差为5 o %以上。其中在第二纳米线波导的输出端制作有一光插分复用器。其中该第 一 光栅、第二光栅的取样周期P为5 0 0 um 7 5 0 um 。附图说明为了更为清楚的介绍本专利技术的上述目的和优点，本说明将 结合 一 个特定的实施例和该实施例的附图来做进 一 步的说 明，其中图1是非工作状态的纳米线波导取样光栅结构示意图的 俯视图。图2是纳米线波导取样光栅工作示意图。 具体实施例方式请参阅图1及图2所示，本专利技术一种可集成多信道色散补偿器，包括一衬底8 ，该衬底8为SOI材料的衬底，该衬底的折射率差为5 0 %以上；一第 一 纳米线波导1 ，该第 一 纳米线波导1制作在衬底8上；一第二纳米线波导2 ，该第二纳米线波导2制作在衬底8- 一第 一 光栅1 0 1 ，该第 一 光栅1 0 1制作在第 一 纳米线 波导1上，光信号被第 一 光栅i o 1耦合出第 一 纳米线波导 1 ，该第 一 光栅1 Q 1为倾斜光栅；一第二光栅2 0 1，该第二光栅2 0 1制作在第二纳米线 波导2上，从第一光栅10l耦合出来的光信号被第二光栅2 0 1耦合入第二纳米线波导2 ，该第二光栅2 Q 1为倾斜光 栅；其中在第二纳米线波导2的输出端制作有 一 光插分复用器 7其中该第 一 纳米线波导1 、第二纳米线波导2平行并列在 衬底8上。其中该第 一 光栅1 0 1 、第二光栅2 Q 1的取样周期P 为5 0 0 um 7 5 0 um。下面再结合图1 -图2详细介绍本专利技术如图1所示，在衬底8 SOI材料上制作了第一纳米线波导 1和第二纳米线波导2 ，并在第 一 纳米线波导1和第二纳米线 波导2上分别制作了第 一 光栅1 0 1和第二光栅2 0 1 。第一 光栅1 0 1和第二光栅2 0 1是通过对两条平行波导的折射 率进行调制形成的，该调制的方法可以是通过刻蚀波导侧面， 利用调制波导宽度来调制折射率；或者通过掺入杂质来调制折射率。第 一 光栅1 0 1 、第二光栅2 0 1具有相同的取样周期， 该取样周期为5 0 Q um 7 5 0 urn利用取样实现光栅对多个 信道的作用；第 一 光栅1 0 1 、第二光栅2 0 1的光栅轴与波 导轴之间具有相同的倾斜角度，该倾斜角度为4 5度 6 0 度，在第 一 光栅1 Q 1中利用倾斜角度将符合布拉格条件和相 位匹配条件的导模转变为辐射模，在第二光栅2 Q 1中将辐射 模转变为导模；第一光栅1 0 1 、第二光栅2 0 1还具有相同 的光栅占空比、中心波长以及啁啾参数，该啁啾参数为1 . 5 XI 0 — 4 4 X 1 0 — 4 ,利用啁啾对具有 一 定带宽的信道 进行色散补偿。参阅表1 、表2及表3所示分别为三个实施例。1<table>table see original document page 8</column></row><table>表2<table>table see original document page 8</column></row><table>表3<table>table see original document page 8</column></row><table><table>table see original document page 9</column></row><table>第 一 光栅1 0 1 、第二光栅2 0 1平行并列在衬底材料8 上，构成倾斜对栅结构，实现输入信号与输出信号的分离，从 而实现可集成的多信道色散补偿器。对栅耦合结构，其特征是在光栅轴与波导轴中引入 一 定角 度，使得进入第一光栅l 0 1的光信号中满足布拉格反射条件 和相位匹配条件的光信号不是被反射，而是被第 一 光栅1 0 1 耦合出第 一 纳米线波导1 ，经过自由空间或低折射率材料的传 输，耦合到与第 一 光栅1 0 1结构对称的第二光栅2 0 1中， 经过第二光栅2 0 1耦合进入第二纳米线波导2中继续传 输。采用对栅结构避免了光环形器的出现，可以实现在SOI 材料上色散补偿器与其他光器件的集成。SOI材料是实现高集成度光子器件的理想平台，本实例 中，采用半导体制造工艺，利用电子束直写以及干法或湿法刻 蚀，将纳米线波导倾斜光栅色散补偿器与光学器件7光插分复 用器集成在一个硅片上，实现了色散补偿器与光插分复用器的 单片集成，利用 一 个芯片完成了对信号的色散补偿和上下载功 能。如图2所示，在SOI衬底材料8上制作了第 一 纳米线波导 1和第二纳米线波导2 ，并在第 一 纳米线波导1和第二纳米线 波导2上分别制作了第 一 光栅1 0 1和第二光栅2 0 1 。第一光栅1 Q 1 、第二光栅2 Q 1具有相同的取样周期、倾斜角 度、光栅占空比、中心波长以及啁啾参数，构成倾斜对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可集成多信道色散补偿器，其特征在于，包括：一衬底；一第一纳米线波导，该第一纳米线波导制作在衬底上；一第二纳米线波导，该第二纳米线波导制作在衬底上；一第一光栅，该第一光栅制作在第一纳米线波导上，光信号被第一光栅耦合出第一纳米线波导；一第二光栅，该第二光栅制作在第二纳米线波导上，从第一光栅耦合出来的光信号被第二光栅耦合入第二纳米线波导；其中该第一纳米线波导、第二纳米线波导平行并列在衬底上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘育梁，耿敏明，程振杰，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]