多模交叉波导制造技术

本公开提供一种多模交叉波导，涉及光通信的技术领域，其包括输入多模波导；第一多模波导，设于输入多模波导上方，且第一多模波导沿输入多模波导的长度方向布设，第一多模波导的输入端与输入多模波导的输出端至少部分重叠，第一多模波导用于将多个正交的模式光信号耦合至第一多模波导并传输至第一多模波导的输出端；输出多模波导，与输入多模波导间隔设置，第一多模波导的输出端与输出多模波导的输入端至少部分重叠；第二多模波导，与第一多模波导交叉设置，且第二多模波导位于输入多模波导与输出多模波导之间，多个正交的模式光信号从第二多模波导的输入端输入并从第二多模波导的输出端输出

【技术实现步骤摘要】
多模交叉波导


[0001]本公开涉及光通信的
，尤其涉及多模交叉波导
。

技术介绍

[0002]随着光通信技术的发展，对通信容量的需求日益增长
。
为提高光纤通信系统的传输容量，模分复用
(Mode Division Multiplexing
，
MDM)
技术应运而生
。MDM
技术通过在单个光波导中传输多个空间模，可以大大提升光通信系统的总传输容量
。
[0003]多模交叉器为是
MDM
系统的关键器件之一
。
它可以实现多模光信号在低损耗和低串扰的前提下交叉传输
。
[0004]现有的多模交叉器多采用
MMI(Multi
‑
Mode Interferometer
，
MMI)
结构和逆设计方法进行设计
。
而设计出的器件往往占地面积大，串扰较大
。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本公开提供了一种多模交叉波导
。
[0006]本公开提供了一种多模交叉波导，包括：输入多模波导，用于接收多个正交的模式光信号；第一多模波导，设于输入多模波导上方，且第一多模波导沿输入多模波导的长度方向布设，第一多模波导的输入端与输入多模波导的输出端至少部分重叠，第一多模波导用于将多个正交的模式光信号耦合至第一多模波导并传输至第一多模波导的输出端；输出多模波导，与输入多模波导间隔设置，且输入多模波导与输出多模波导均沿第一多模波导轴线的延长线布设，第一多模波导的输出端与输出多模波导的输入端至少部分重叠，输出多模波导用于将耦合后的多个正交的模式光信号输出；第二多模波导，与第一多模波导交叉设置，且第二多模波导位于输入多模波导与输出多模波导之间，多个正交的模式光信号从第二多模波导的输入端输入并从第二多模波导的输出端输出
。
[0007]可选地，输入多模波导
、
输出多模波导与第一多模波导共轴布设
。
[0008]可选地，第一多模波导的输入端与输入多模波导的输出端的重叠面积为第一重叠面积，第一多模波导的输出端与输出多模波导的输入端的重叠面积为第二重叠面积，第一重叠面积与第二重叠面积相等
。
[0009]可选地，第一多模波导的输入端与输入多模波导的输出端重叠的长度为第一长度，第一多模波导的输出端与输出多模波导的输入端重叠的长度为第二长度，第一长度和第二长度均为多个正交的模式光信号中每个模式耦合长度
m
倍的近似值，其中，
m
为正整数
。
[0010]可选地，第二多模波导相对两侧分别与输入多模波导和输出多模波导之间的距离相等
。
[0011]可选地，第二多模波导与第一多模波导垂直布设
。
[0012]可选地，输入多模波导
、
输出多模波导和第二多模波导位于同一层
。
[0013]可选地，输入多模波导
、
输出多模波导
、
第一多模波导和第二多模波导的宽度及厚度均相同且制备材料一致
。
[0014]可选地，第一多模波导的输入端与输入多模波导的输出端之间具有第一间距，且第一间距小于
300nm
且大于
100nm
；第一多模波导的输出端与输出多模波导的输入端之间具有第二间距，且第二间距小于
300nm
且大于
100nm。
[0015]可选地，第一间距与第二间距相等
。
[0016]本公开实施例采用的上述至少一个技术方案至少包括以下有益效果：
[0017]通过在输入多模波导和输出多模波导的正上方设置第一多模波导，并使第一多模波导的两端分别与输入多模波导的输出端和输出多模波导的输入端重叠，从而在垂直方向，每个正交的模式都可以看作为垂直方向的基模，进而实现各个模式光信号对应的耦合长度极小，进而满足多模垂直耦合区域的耦合长度也很短，从而使器件的占地面积变小；
[0018]由于第一多模波导的两端分别与输入多模波导的输出端和输出多模波导的输入端之间间隔设置，且第二多模波导与第一多模波导之间也间隔设置，两束多模光信号能够交叉传输，因此，沿输入多模波导
、
第一多模波导和输出多模波导传输的光信号与第二多模波导上传输的光信号之间的串扰大大减小；
[0019]该波导的结构简单，且便于实现多个模式光信号交叉传输的功能
。
附图说明
[0020]为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：
[0021]图1示意性示出了本公开实施例提供的多模交叉波导的整体结构示意图；
[0022]图2示意性示出了本公开实施例提供的多模交叉波导的俯视图；
[0023]图3示意性示出了本公开实施例提供的多模交叉波导的剖视结构示意图
。
[0024]【
附图标记说明
】
[0025]1‑
输入多模波导；2‑
第一多模波导；3‑
输出多模波导；4‑
第二多模波导；
[0026]L1
‑
第一长度；
L2
‑
第一长度；
D1
‑
第一间距；
D2
‑
第一间距
。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的目的
、
技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明
。
显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0028]本公开实施例提供一种多模交叉波导
。
包括：输入多模波导1，用于接收多个正交的模式光信号；第一多模波导2，设于输入多模波导1上方，且第一多模波导2沿输入多模波导1的长度方向布设，第一多模波导2的输入端与输入多模波导1的输出端至少部分重叠，第一多模波导2用于将多个正交的模式光信号耦合至第一多模波导2并传输至第一多模波导2的输出端；输出多模波导3，与输入多模波导1间隔设置，且输入多模波导1与输出多模波导3均沿第一多模波导2轴线的延长线布设，第一多模波导2的输出端与输出多模波导3的输入端至少部分重叠，输出多模波导3用于将耦合后的多个正交的模式光信号输出；第二多模波导4，与第一多模波导2交叉设置，且第二多模波导4位于输入多模波导1与输出多模波导3之间，多个正交的模式光信号从第二多模波导4的输入端输入并从第二多模波导4的输出端输出
。
[0029]图1示意性示出了本公开实施例提供的多模交叉波导的整体结构示意图...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多模交叉波导，其特征在于，包括：输入多模波导
(1)
，用于接收多个正交的模式光信号；第一多模波导
(2)
，设于所述输入多模波导
(1)
上方，且所述第一多模波导
(2)
沿所述输入多模波导
(1)
的长度方向布设，所述第一多模波导
(2)
的输入端与所述输入多模波导
(1)
的输出端至少部分重叠，所述第一多模波导
(2)
用于将多个正交的模式光信号耦合至第一多模波导
(2)
并传输至所述第一多模波导
(2)
的输出端；输出多模波导
(3)
，与所述输入多模波导
(1)
间隔设置，且所述输入多模波导
(1)
与所述输出多模波导
(3)
均沿所述第一多模波导
(2)
轴线的延长线布设，所述第一多模波导
(2)
的输出端与所述输出多模波导
(3)
的输入端至少部分重叠，所述输出多模波导
(3)
用于将耦合后的所述多个正交的模式光信号输出；第二多模波导
(4)
，与所述第一多模波导
(2)
交叉设置，且所述第二多模波导
(4)
位于所述输入多模波导
(1)
与所述输出多模波导
(3)
之间，多个正交的模式光信号从所述第二多模波导
(4)
的输入端输入并从所述第二多模波导
(4)
的输出端输出
。2.
根据权利要求1所述的多模交叉波导，其特征在于，所述输入多模波导
(1)、
所述输出多模波导
(3)
与所述第一多模波导
(2)
共轴布设
。3.
根据权利要求1或2所述的多模交叉波导，其特征在于，所述第一多模波导
(2)
的输入端与所述输入多模波导
(1)
的输出端的重叠面积为第一重叠面积，所述第一多模波导
(2)
的输出端与所述输出多模波导
(3)
的输入端的重叠面积为第二重叠面积...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鑫，付鑫，杨林，
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：