一种介质波导多模干涉耦合器及干涉仪制造技术

本发明专利技术提供了一种介质波导多模干涉耦合器及干涉仪，通过设置多模波导和光吸收器，多模波导的一端连接有

【技术实现步骤摘要】
一种介质波导多模干涉耦合器及干涉仪


[0001]本专利技术涉及光学元器件领域，尤其涉及一种介质波导多模干涉耦合器及干涉仪
。

技术介绍

[0002]多模干涉耦合器
(Multi
‑
mode interferometer,MMI)
是基于光波导平台上的多模干涉结构，在光芯片中有诸多应用，包括分光
、
合光
、
混频等
。
多模干涉耦合器的入光口和出光口数目可以是
M
和
N
，
M>
＝1，
N>
＝
1。
如图1所示，由于多模干涉耦合器的多模干涉区为一个长方形，在多模干涉区和输入
、
输出波导间上有多处波导宽度突变，且四个直角落处通常有直角，因而总会产生一定的反射，即回波损耗
。
基于多模干涉耦合器可以形成的各类光波导结构
、
器件及光芯片，例如马赫
‑
曾德尔干涉仪调制器
、
萨格纳克干涉仪
、
干涉型光陀螺仪
、
光开关或半导体环形激光器等
。
在很多应用中，光芯片和系统对光反射都比较敏感，因此需要想办法降低多模干涉耦合器的反射
。
[0003]介质光波导
(
如二氧化硅
、
聚合物
、
氮化硅
、
氮化铝等波导<br/>)
不能像硅等半导体材料的波导那样通过离子掺杂形成吸收器来吸收反射光
、
杂散光
。
因此，针对基于介质波导的多模干涉耦合器，目前，一种简单的方法是使用过渡结构将光从介质光波导传输到硅等半导体材料，然后使用含离子掺杂的半导体波导作为吸收器，但是这样就会引入额外的过渡结构，使元器件结构变得复杂
。
目前另一种方法是使用吸收材料，如锗
(Ge)。
硅上锗广泛应用于集成光学元器件中，可以用作光电探测器，但锗外延生长会影响集成光学元器件的良率，进而影响成本；此外，介质光波导和锗吸收器的表面可以引入一些不需要的额外反射
。
[0004]因此，亟需一种新型介质波导多模干涉耦合器及干涉仪以改善上述问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种介质波导多模干涉耦合器及干涉仪，用于解决现有多模干涉耦合器及干涉仪所存在的反射问题，降低底回波损耗，消除反射光
。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种介质波导多模干涉耦合器，包括：
[0007]多模波导，所述多模波导的一端连接有
M
个输入通道，另一端连接有
N
个输出通道，其中，
M、N
为正整数；
[0008]光吸收器，所述光吸收器包括波导包层以及包围在所述波导包层内的光波导核心和吸收材料层；其中，所述光波导核心和吸收材料层之间存在间隔，所述光波导核心包括第一端部和第二端部，所述光波导核心的径向尺寸从所述第一端部到所述第二端部逐渐变小；
[0009]所述多模波导的至少一个端部上设有所述光吸收器，且所述光吸收器的光波导核心的第一端部和所述光吸收器所在多模波导的端部相连接；
[0010]所述多模波导和光吸收器的光波导核心的材料均为介质
。
[0011]本专利技术的多模干涉耦合器有益效果为：通过设置多模波导和光吸收器，多模波导的一端连接有
M
个输入通道，另一端连接有
N
个输出通道，其中，
M、N
为正整数；光吸收器，光
吸收器包括波导包层以及包围在波导包层内的光波导核心和吸收材料层；其中，光波导核心和吸收材料层之间存在间隔，光波导核心包括第一端部和第二端部，光波导核心的径向尺寸从第一端部到第二端部逐渐变小；多模波导的至少一个端部上设有光吸收器，且光吸收器的光波导核心的第一端部和光吸收器所在多模波导的端部相连接，多模波导和光吸收器的光波导核心的材料均为介质，设置在多模波导端部的光吸收器能够降低底回波损耗，消除反射光，使得反射光被吸收材料层吸收，从而降低多模干涉耦合器和
/
或干涉仪的反射
。
[0012]可选的，所述光吸收器的设置方向可调节
。
其有益效果在于，通过设置光吸收器的设置方向可调节，使得吸收器可以沿所需的方向摆放，从而提高对反射光的吸收效率，降低底回波损耗
。
[0013]可选的，所述多模波导的不同直角上的光吸收器的设置方向相同或不同
。
其有益效果在于，通过设置多模波导的不同直角上的光吸收器的设置方向相同或不同，能够根据输入通道或输出通道的特点，以及不同直角的实际情况对光吸收器的设置方向进行调整，能够有效的降低多模干涉耦合器的反射
。
[0014]可选的，所述多模波导的输入通道或输出通道所在端部上相邻的两个直角中至少一个设有一光吸收器，且每个光吸收器的设置方向均与所述多模波导的长度方向相平行或成一定角度
。
其有益效果在于，当所述多模波导的输入通道或输出通道所在端部上相邻的两个直角至少一个设有一光吸收器，且每个光吸收器的设置方向均与所述多模波导的长度方向相平行或成一定角度时，能够有效的提高光吸收器对输入通道存在的反射光的吸收效率
。
[0015]可选的，所述多模波导的端部的四个直角上均设有一光吸收器，且每个光吸收器的设置方向均与所述多模波导的长度方向相平行或成一定角度
。
其有益效果在于，通过在所述多模波导的端部的四个直角上均设有一光吸收器，且每个光吸收器的设置方向均与所述多模波导的长度方向相平行或成一定角度，能够对多模波导四个直角产生的反射光进行吸收，从而降低多模干涉耦合器的反射
。
[0016]可选的，所述多模波导的端部的四个直角上均设有一所述光吸收器，且每个所述光吸收器的光波导核心的第一端部和所述光吸收器所在多模波导的直角相连接
。
其有益效果在于，通过设置多模波导的端部的四个直角上的光吸收器的第一端部直接和所述光吸收器所在多模波导的直角相连接，能够提高反射光的吸收效率
。
[0017]可选的，还包括：
[0018]偏振旋转器，所述光吸收器的光波导核心的第一端部通过所述偏振旋转器与所述光吸收器所在多模波导的直角相连接
。
其有益效果在于，通过设置偏振旋转器将输入的横电场
TE
模偏振光旋转
90
度转换成横磁场
TM
模偏振光，并输出所述
TM
偏振光至光吸收器，由于光吸收器对
TM
偏振光的吸收效率更高，所以该结构能够更有效地吸收光波
。
[0019]可选的，所述光波导核心的形状为锥形或者楔形，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种介质波导多模干涉耦合器，其特征在于，包括：多模波导，所述多模波导的一端连接有
M
个输入通道，另一端连接有
N
个输出通道，其中，
M、N
为正整数；光吸收器，所述光吸收器包括波导包层以及包围在所述波导包层内的光波导核心和吸收材料层；其中，所述光波导核心和吸收材料层之间存在间隔，所述光波导核心包括第一端部和第二端部，所述光波导核心的径向尺寸从所述第一端部到所述第二端部逐渐变小；所述多模波导的至少一个端部上设有所述光吸收器，且所述光吸收器的光波导核心的第一端部和所述光吸收器所在多模波导的端部相连接；所述多模波导和所述光吸收器的光波导核心的材料均为介质
。2.
根据权利要求1所述的多模干涉耦合器，其特征在于，所述光吸收器的设置方向可调节
。3.
根据权利要求2所述的多模干涉耦合器，其特征在于，所述多模波导的不同直角上的光吸收器的设置方向相同或不同
。4.
根据权利要求3所述的多模干涉耦合器，其特征在于，所述多模波导的输入通道或输出通道所在端部上相邻的两个直角中至少一个设有一光吸收器，且每个光吸收器的设置方向均与所述多模波导的长度方向相平行或成一定角度
。5.
根据权利要求3所述的多模干涉耦合器，其特征在于，所述多模波导的端部的四个直角上均设有一光吸收器，且每个光吸收器的设置方向均与所述多模波导的长度方向相平行或成一定角度
。6.
根据权利要求1所述的多模干涉耦合器，其特征在于，所述多模波导的端部的四个直角上均设有一所述光吸收器，且每个所述光吸收器的光波导核心的第一端部和所述光吸收器所在多模波导的直角相连接
。7.
根据权利要求1所述的多模干涉耦合器，其特征在于，还包括：偏振旋转器，所述光吸收器的光波导核心的第一端部通过所述偏振旋转器与所述光吸收器所在多模波导的直角相连接
。8.
根据权利要求1‑7任一项所述的多模干涉耦合器，其特征在于，所述光波导核心的形状为锥形或者楔形，且所述光波导核心呈直线状设置
、
或在二维空间或三维空间上呈螺旋状设置或呈折叠环状设置
。9.
根据权利要求1‑7任一项所述的多模干涉耦合器，其特征在于，所述吸收材料层，位于所述光波导核心上层，或位于所述光波导核心侧方，或位于所述光波导核心的斜侧方，又或者位于所述光波导核心下层
。10.
一种干涉仪，其特征在于，所述干涉仪包括如权利要求1‑9任一项所述的多模干涉耦合器以及与所述多模干涉耦合器的输入通道或输出通道相连接的波导走线或线圈

【专利技术属性】
技术研发人员：张星宇，张轲，
申请(专利权)人：上海赛丽微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：