一种偏振不敏感阵列波导光栅制造技术

本申请提供一种偏振不敏感阵列波导光栅，包括输入波导

【技术实现步骤摘要】
一种偏振不敏感阵列波导光栅


[0001]本申请涉及光通信领域，具体为一种偏振不敏感阵列波导光栅
。

技术介绍

[0002]AWG
（
Arrayer Waveguide Grating,
阵列波导光栅）广泛应用于光通信领域的波分复用场景，复合光从输入波导入射，进入平板波导发生衍射，然后耦合到波导阵列中的各条波导中
。
阵列波导中相邻的每一个波导之间均存在固定的长度差，从而使得光经过阵列波导传输后产生相位差
。
具有相位差的光束经输出平板波导，不同波长的光汇聚于
AWG
像面上的不同点，然后再耦合到对应位置的输出波导，实现了不同波长的光的分离，即波分解，反之，则实现波复用
。
[0003]目前，各材质的
AWG
中硅基
AWG
的应用较广，主要由于其能够与成熟的
CMOS
工艺兼容
、
尺寸小巧，能够实现高密度集成
。
但同时由于其材质特性，光偏振对其传输效果影响较大
。
由于波导中横电模
、
横磁模的有效折射率不同，所以这两种模式的光在波导中产生的相位差也不同，所以导致通道的频谱相应发生漂移，也就是偏振敏感性，这在硅波导中尤其严重
。
而且，经过普通光纤传输后的光，其偏振态是随机变化的，所以降低
AWG
的偏振敏感性十分重要
。
[0004]专利技术人所知道的目前国内外公开的偏振不敏感
AWG
方案主要有以下几种：
[0005]1、
无双折射波导法采用截面正方形的波导，这种方法难以消除双折射材料引起的
AWG
偏振敏感性
。
（
Soole J
；
Amersfoot M R
；
Polarisation
‑
independent InP arrayed waveguide filter using square cross
‑
section waveguides[J]; Electronics Letter, 1996
）
。
[0006]2、
偏振分集方案，这种方案的思路是将入射光进行偏振分束，其中一路进行偏振旋转，使两路都成为器件所支持的偏振态，然后分别进入
AWG
，最后将两路合束输出
。
由于该方案采用二维光子晶体垂直耦合光栅实现偏振分束旋转耦合的功能，同时增加了设计复杂性，增大了器件尺寸，不适用于芯片集成
。
（
S. Pathak
；
M. Vanslembrouck
；
P. Dumon
；
D. V. Thourhout and W. Bogaerts. Compact SOI
‑
based polarization diversity wavelength de
‑
multiplexer circuit using two symmertric AWGs[C]；
European Conference and Exhibition on Optical Communications. OSA, 2012
）
。
[0007]3、CN201110219194.0
采用特殊形状的平板波导区，光程差由阵列波导区和平板波导区的光程差共同决定
。
该方案工艺容差小，且不适合大通道数的
AWG。
[0008]4、
半波片方案，在
AWG
中央插入半波片，这种方案需要在
AWG
的中央位置垂直开一个窄槽，破坏
AWG
整体性，增加其他工艺并引入额外器件，无法实现半波片与
AWG
集成，不适用于超小尺寸的硅基
AWG
，不利于芯片集成，只适用于大尺寸
AWG
（
Inoue Y, Ohmori Y, Kawachi M,et al. Polarization mode converter with polyimide half waveplate in silica
‑
based planar lightwave circuits[J]. IEEE Photonics Technology Letters, 1994, 6(5):626
‑
628.
）
。
[0009]5、
专利申请
CN03118878.8
采用折叠式阵列波导光栅
,
通过磁致旋光物质薄膜控制偏振旋转，该方案增加额外器件，结构复杂，不利于芯片集成
。

技术实现思路

[0010]本申请提供一种偏振不敏感阵列波导光栅，包括输入波导
、
输出波导
、
平板波导
、
阵列波导
、
偏振旋转波导
、
反射器，输入波导
、
输出波导设置于平板波导同一侧的第一端口，平板波导第二端口连接阵列波导输入端，阵列波导输出端连接偏振旋转波导第一端口，反射器设置于偏振旋转波导第二端口，光经反射器反射后依次经偏振旋转波导
、
平板波导第二端口
、
平板波导第一端口
、
输出波导输出
。
在阵列波导光栅中加入偏振旋转波导实现
TE
模与
TM
模偏振态的光在阵列波导中传输时发生偏转，实现偏振补偿，使
TE
模和
TM
模的光在平板波导中具有相同的衍射角度，不同偏振态的光在输出罗兰圆上到达阵列波导中
。
同时在阵列波导光栅中增加反射器，精简了输出平板波导
、
一半阵列波导，进一步实现了阵列波导光栅的体积减小了约一半，增大了芯片的空间利用率
。
[0011]偏振旋转波导沿光传输方向依次排列通孔，通孔中心设置于偏振旋转波导非轴线位置
。
在某一些实施例中，通孔截面设置为圆形或方形
。
[0012]反射器沿光传输方向依次排列空气孔，空气孔中心设置于反射器轴线
。
在某一些实施例中空气孔截面设置为圆形或方形
。
[0013]在某一些实施例中，阵列波导光栅设置为7个通道
。
[0014]偏振旋转波导一次对光实现
45
度偏振旋转
。
输入光经偏振旋转波导实现
45
度偏振旋转，经反射器反射后，再次经过偏振旋转波导实现
45
度偏振旋转，累计实现...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种偏振不敏感阵列波导光栅，其特征在于，包括：输入波导
、
输出波导
、
平板波导
、
阵列波导
、
偏振旋转波导
、
反射器，所述输入波导
、
输出波导设置于所述平板波导同一侧的第一端口，所述平板波导第二端口连接阵列波导输入端，所述阵列波导输出端连接所述偏振旋转波导第一端口，所述反射器设置于所述偏振旋转波导第二端口，光经所述反射器反射后依次经所述偏振旋转波导
、
平板波导第二端口
、
平板波导第一端口
、
输出波导输出
。2.
根据权利要求1所述的偏振不敏感阵列波导光栅，其特征在于，所述偏振旋转波导沿光传输方向依次排列通孔，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄小伟，夏晓亮，
申请(专利权)人：杭州芯耘光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：