基于纵向折射率调制的超紧凑超宽带的波导模式转换器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于纵向折射率调制的超紧凑超宽带的波导模式转换器，所述波导模式转换器包括宽度不同的输入波导和输出波导，以及具有纵向折射率调制功能的折射率微扰调制结构，其中：所述输入波导与输出波导采用非中心轴对称的方式连接；所述输出波导的横截面引入折射率微扰调制结构，折射率微扰调制结构位于输入波导和输出波导的拼接边界上且沿波导传输正方向延伸。本发明专利技术通过在波导的横截面设计一定长度的纵向的二元折射率调制结构，通过对纵向折射率区域的的长度和材料分布进行逆向设计优化，实现一个超紧凑、超宽带的模式转换，该方式可以拓展到任意阶模式的转换。本发明专利技术为提高片上集成系统中器件的集成度和性能提供了一种新的方法。提供了一种新的方法。提供了一种新的方法。

【技术实现步骤摘要】
基于纵向折射率调制的超紧凑超宽带的波导模式转换器


[0001]本专利技术涉及一种微纳光子学集成器件，具体涉及一种基于纵向折射率调制的超紧凑超宽带的波导模式转换器。

技术介绍

[0002]随着信息社会的快速发展，对信息和数据传输的容量的需求越来越高，现阶段集成电路电子器件是大数据时代信息传递和数据传输及计算的主体。但是随着集成电路中电子器件的数量的不断增加及尺寸的不断缩小，集成电路系统的性能会受到严重限制，特别是带宽和功耗。与之不同的是，光作为信息传递的载体具有速度快、能耗低和可并行传输的优点，所以以集成光学为主的片上光信息传输和光互连处理系统成为应对大数据时代信息数据传输容量需求问题的一个有效方式。而这样的系统往往由大量的光学器件单元联合组成，因此设计制造高性能的集成度高的片上光学器件具有重要作用。片上模式复用解复用系统由于其利用波导可支持的多个模式进行信息的并行传输处理，在提高信息传输容量和速度方面具有极大的优势，而在这个系统中模式转换器起着关键的作用。科研人员对其已进行了一些研究，传统的模式转换器大多由渐变的波导耦合结构实现，比如定向耦合器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于纵向折射率调制的超紧凑超宽带的波导模式转换器，其特征在于所述波导模式转换器包括宽度不同的输入波导和输出波导，以及具有纵向折射率调制功能的折射率微扰调制结构，其中：所述输入波导与输出波导采用非中心轴对称的方式连接；所述输出波导的横截面引入折射率微扰调制结构，折射率微扰调制结构位于输入波导和输出波导的拼接边界上且沿波导传输正方向延伸；所述折射率微扰调制结构为由多个矩形结构单元组成的二元折射率微扰调制结构。2.根据权利要求1所述的基于纵向折射率调制的超紧凑超宽带的波导模式转换器，其特征在于所述波导模式转换器采用的波导为SOI波导结构，芯层材料为硅，上下包层材料分别为空气和二氧化硅。3.根据权利要求1所述的基于纵向折射率调制的超紧凑超宽带的波导模式转换器，其特征在于所述矩形单元结构的填充材料为硅或空气。4.一种权利要求1
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3任一项所述基于纵向折射率调制的超紧凑超宽带的波导模式转换器的逆向设计优化方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：步骤一、在不引入折射率微扰调制结构的条件下调制输入波导与输出波导之间的波导中心偏移量P
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使能量透射率达到最高值；步骤二、在确定波导中心偏移量P
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【专利技术属性】
技术研发人员：丁卫强，曹永印，冯睿，张燕霞，孙芳魁，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：