多路复用应用中的双模布拉格光栅的级联布置制造技术

本文描述的各方面包括一种光学装置，该光学装置包括输入端口和多个输出端口，该输入端口被配置为接收包括多个波长的光信号。每个输出端口被配置为输出多个波长中的相应波长。该光学装置还包括级联布置的第一多个双模布拉格光栅。第一多个双模布拉格光栅中的每个光栅被配置为将多个波长中的相应波长反射向多个输出端口中的相应输出端口，并且透射多个波长中的任何剩余波长。中的任何剩余波长。中的任何剩余波长。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多路复用应用中的双模布拉格光栅的级联布置


[0001]在本公开中呈现的实施例一般涉及光复用，更具体地，涉及波分复用(WDM)，该波分复用(WDM)使用双模布拉格光栅的级联布置。

技术介绍

[0002]WDM方案通过光承载介质(例如，光波导或光纤)支持多个通道。WDM方案通常通过波长之间的间隔来区分。例如，“普通”WDM系统支持2个间隔为240纳米(nm)的通道，粗糙波分复用(CWDM)系统支持多达十八(18)个间隔为20nm的通道，并且密集WDM(DWDM)系统支持多达八十(80)个间隔为0.4nm的通道。因为波长间隔的原因，CWDM系统往往比DWDM系统更具容错性，并且不需要高精度受控激光源。所以，CWDM系统往往更便宜且功耗更低。
附图说明
[0003]以使得本公开的以上记载的特征能够被详细地理解的方式，可以通过参考实施例来对以上简要概括的本公开进行更具体的描述，在附图中示出了这些实施例中的一些。然而，应当注意，附图示出了典型的实施例，因此不应该被认为是限制性的；考虑了其他等效的实施例。
[0004]图1是根据一个或多个实施例的示例性光学装置的图示。
[0005]图2和图3是根据一个或多个实施例的示例性的基于绝缘体上硅(SOI)的光波导的图示。
[0006]图4是根据一个或多个实施例的示出双模布拉格光栅的示例性实现方式的图示，这些双模布拉格光栅具有不同侧壁波纹形状。
[0007]图5和图6是根据一个或多个实施例的解复用器的示例性实现方式的图示，该解复用器具有双模布拉格光栅的级联布置。
[0008]图7和图8是根据一个或多个实施例的解复用器的示例性实现方式的图示，该解复用器的具有减轻的串扰。
[0009]图9是根据一个或多个实施例的示出作为带通滤波器的双模布拉格光栅的操作的曲线图。
[0010]图10是根据一个或多个实施例的示出作为低通滤波器的双模布拉格光栅的操作的曲线图。
[0011]图11是根据一个或多个实施例的示出作为具有部分重叠的通带的带通滤波器的双模布拉格光栅的操作的曲线图。
[0012]图12示出了根据一个或多个实施例的使用双模布拉格光栅的级联布置进行解复用的方法。
[0013]为便于理解，在可能的地方使用了相同的附图标记，以表示附图共用的相同元件。考虑了，在一个实施例中公开的元件在没有具体叙述的情况下可以有益地用于其他实施例中。
具体实施方式
[0014]概览
[0015]在一个实施例中，光学装置包括输入端口(该输入端口被配置为接收包括多个波长的光信号)和多个输出端口。每个输出端口被配置为输出多个波长中的相应波长。该光学装置还包括级联布置的第一多个双模布拉格光栅。第一多个双模布拉格光栅中的每个光栅被配置为将多个波长中的相应波长反射向多个输出端口中的相应输出端口，并且透射多个波长中的任何剩余波长。
[0016]在另一个实施例中，光学装置包括多个接收器和解复用器，该解复用器包括输入端口(该输入端口被配置为接收包括多个波长的光信号)和多个输出端口。每个输出端口被配置为将多个波长中的相应波长输出到多个接收器中的相应接收器。该解复用器还包括级联布置的第一多个双模布拉格光栅。第一多个双模布拉格光栅中的每个光栅被配置为将多个波长中的相应波长反射向多个输出端口中的相应输出端口，并且透射多个波长中的任何剩余波长。
[0017]示例实施例
[0018]为实现具有小尺寸的基于WDM的光收发器模块，光复用和解复用(mux/demux)功能可以被实现(或集成)在光收发器模块的光子集成电路(IC)中。光复用/解复用的低光损耗更适合支持低功率光通信系统。此外，具有平顶通带的光复用/解复用有利于消除激光器的温度控制，并且将降低光通信系统的总功耗。
[0019]根据在本文中所述的实施例，光学装置包括输入端口(该输入端口被配置为接收包括多个波长的光信号)和多个输出端口。其中，每个输出端口被配置为输出多个波长中的相应波长。该光学装置还包括级联布置的多个双模布拉格光栅。每个光栅被配置为将多个波长中的相应波长反射向相应输出端口，并且透射多个波长中的任何剩余波长。在一些实施例中，在硅光子芯片的光波导中形成双模布拉格光栅。双模布拉格光栅可以具有侧壁波纹形状，例如，矩形形状、正弦形状或余弦形状。
[0020]有利地，使用双模布拉格光栅的级联布置为复用器和/或解复用器提供了相对平坦的通带，并且可以使用基于氮化硅或氮氧化硅的双模布拉格光栅来消除对激光源的温度控制和/或降低光学装置的功耗。此外，双模布拉格光栅能够实现非常低的插入损耗，以使得复用器和/或解复用器具有低插入损耗，例如，小于1
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2分贝(dB)。此外，双模布拉格光栅可以具有更宽的通带和更大的制造公差。
[0021]图1是根据一个或多个实施例的示例性光学装置的图示100。在一些实施例中，光学装置表示集成到硅光子芯片中的光收发器模块。也考虑接收光学装置的其他实现方式。
[0022]光学装置包括多个发射器(TX)105
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1、105
‑
2、105
‑
3、
……
、105
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M(统称为，发射器105)，该多个发射器通过相应的多个光链路110
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1、110
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2、110
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3、
……
、110
‑
M(统称为，光链路110)给复用器(MUX)115提供光信号。在一些实施例中，每个发射器105包括激光源，该激光源产生具有相应波长的相应光信号(例如，未经调制的连续波(CW)光信号)。可以根据预定义的复用方案(例如，WDM、DWDM或CWDM)选择光信号的波长。每个发射器105还可以包括被配置为调制相应光信号的光调制器，并且还可以包括用于进一步处理相应光信号的电路。在一些实施例中，光链路110是在硅光子芯片中形成的光波导。在其他实施例中，光链路110是光纤。
[0023]复用器115将几个光信号组合成复用光信号，该复用光信号被输出到光链路120上。在一些实施例中，复用器115包括CWDM复用器，但是也考虑了使用其他WDM方案的实现方式。在一些实施例中，光链路120是在硅光子芯片中形成的光波导。在其他实施例中，光链路120是光纤。
[0024]解复用器(DEMUX)125通过光链路120与复用器115通信地耦合。解复用器125将被光链路120传输的复用光信号解复用为多个光信号。在一些实施例中，解复用器125包括CWDM解复用器，但是也考虑了其他实现方式。多个光信号从解复用器125通过相应的多个光链路130
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1、130
‑
2、130
‑
3、
……
、130
‑
N(统称为，光链路130)被提供给多个接收器(RX)135
‑
1、135
‑
2、1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学装置，包括：输入端口，被配置为接收光信号，所述光信号包括多个波长；多个输出端口，其中，每个输出端口被配置为输出所述多个波长中的相应波长；并且级联布置的第一多个双模布拉格光栅，其中，所述第一多个双模布拉格光栅中的每个光栅被配置为：将所述多个波长中的相应波长反射向所述多个输出端口中的相应输出端口；并且透射所述多个波长中的任何剩余波长。2.根据权利要求1所述的光学装置，其中，所述第一多个双模布拉格光栅中的每个光栅包括氮化硅或氮氧化硅材料。3.根据权利要求1至2中任一项所述的光学装置，还包括：多个模复用器，其中，所述多个模复用器中的每个模复用器被配置为接收被所述第一多个双模式布拉格光栅中的相应光栅反射的相应波长，其中，所述多个输出端口中的每个输出端口与所述多个模复用器中的相应模复用器的输出耦合。4.根据上述权利要求中任一项所述的光学装置，其中，每个模复用器被配置为沿着第一臂传播基模，并且沿着第二臂传播反射的二阶模。5.根据上述权利要求中任一项所述的光学装置，其中，所述级联布置的最后一个光栅被配置为：将所述多个波长中的倒数第二个波长反射向所述多个输出端口中的第一输出端口；并且将所述多个波长中的最后一个波长透射到所述多个输出端口中的第二输出端口。6.根据权利要求1至4中任一项所述的光学装置，其中，所述级联布置的最后一个光栅被配置为：将所述多个波长中的最后一个波长反射到所述多个输出端口中的第一输出端口。7.根据上述权利要求中任一项所述的光学装置，还包括：第二多个双模布拉格光栅，其中，所述第二多个双模布拉格光栅中的每个光栅被配置为：接收被所述第一多个双模布拉格光栅中的相应光栅反射的相应波长；并且将所述相应波长反射向所述多个输出端口中的相应输出端口。8.根据权利要求7所述的光学装置，还包括：多个光吸收器，其中，所述第二多个双模布拉格光栅中的每个光栅具有与所述多个光吸收器中的相应光吸收器耦合的输出。9.根据上述权利要求中任一项所述的光学装置，其中，所述第一多个双模布拉格光栅具有不重叠的通带。10.根据权利要求1至8中任一项所述的光学装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌涛，李宇浩，拉维，
申请(专利权)人：思科技术公司，
类型：发明
国别省市：