【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于波导阵列设计，更具体地，涉及一种低串扰的密集波导阵列和光学产品。
技术介绍
1、随着信息技术的迅猛发展，对高速、大容量、低延迟的通信需求不断增加。然而，传统电学系统存在资源分配不均和通信信号互干扰等问题，限制了其性能，无法满足不断增长的需求。光通信作为一种高效的传输方式，在数据中心、通信网络等领域得到广泛应用，具备宽带、高速和抗干扰等优势。而光波导作为光在芯片上的传输媒介起着重要的作用。
2、然而，在高密度集成芯片中，由于器件之间的距离非常接近，有时会出现光场泄露的问题，相邻波导的光场相互串扰，且距离越近，串扰问题越严重。因此，如何实现高集成度的低串扰传输一直是业内亟待解决的问题。
3、虽然目前已经提出了一些技术方案来降低串扰，例如通过利用超晶格结构实现低串扰，设置不同的波导宽度来增加模式失配从而减小串扰。但这种方法要求每根波导的宽度都不一样，因此需要对每一根波导的宽度进行设计，这对设计来说是一项相当大的挑战。另一种典型的解决方案是在两个波导之间插入非常薄的硅条，以阻隔光场从一个波导耦合到另一个波导。然而，这种方案的缺点在于硅条的加工难度非常高，通常只有几十纳米的长度，因此不适合大规模生产。
4、因此，我们需要一种新的技术方案来克服这些挑战，通过一种更为简单的方式实现高集成度波导的低串扰传输。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种低串扰的密集波导阵列和光学产品，其目的在于通过一种更加简单的方式实现
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种低串扰的密集波导阵列，包括并排设置且平行延伸的n根波导，每根所述波导具有k个三段式结构，所述三段式结构包括朝延伸方向依次连接的第一耦合区、移相区和第二耦合区；n≥2，k≥1，其中，
3、在同一个所述三段式结构中，所述第一耦合区和第二耦合区的结构相同；
4、在不同的波导i和波导j中，波导j中的三段式结构与波导i中的三段式结构并排设置；在并排平行设置的三段式结构中：且波导i中的第一耦合区与波导j的第一耦合区结构相同、波导i中的第二耦合区与波导j的第二耦合区结构相同、入射光在波导i中的移相区与在相邻波导i+1中的移相区的相位差为π；i、j为波导编号。
5、在其中一个实施例中，同一根所述波导具有多个所述三段式结构。
6、在其中一个实施例中，每个所述三段式结构的延伸长度不超过60微米。
7、在其中一个实施例中，所述第一耦合区、移相区和第二耦合区均为矩形。
8、在其中一个实施例中，所述波导设置于绝缘层上。
9、在其中一个实施例中，所述绝缘层为二氧化硅，所述波导为硅材料。
10、在其中一个实施例中，相邻所述波导的间距为入射光的半波长。
11、相邻所述波导的中心间距为入射光的半波长，平行并排的相邻移相区之间的间隙大于120nm，平行并排的相邻移相区之间的宽度差值大于60nm。
12、按照本专利技术的另一方面，提供了一种光学产品，包括上述的低串扰的密集波导阵列。
13、在其中一个实施例中，所述光学产品为激光雷达、光学相控阵和波分复用/解复用器等中的任一种。
14、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
15、本专利技术针对波导提出了三段式结构设计，该三段式结构包括第一耦合区、移相区和第二耦合区，限制这三个区域的相对结构关系，使同一三段式结构中的第一耦合区和第二耦合区结构相同，使不同波导中的两第一耦合区结构相同以及使两第二耦合区结构相同，使相邻波导的三段式结构中的移相区的相位差为π。通过设计以上三段式结构，可以通过精准控制移相区的相位差等于π，来降低相邻波导之间的串扰。因此，采用上述三段式结构的波导设计，能够实现整个波导的低串扰传输，适用于间距较小的密集型波导阵列。同时，由于相邻波导之间的耦合区的结构是相同的，只需要调节移相区的设计使两相邻移相区的相位差为π，设计与生产过程更加简单灵活。综上，本专利技术能够通过一种非常简单且易于大规模集成的方式实现高集成度波导阵列的低串扰传输。
16、进一步的，由于波导的延伸长度越长，光损耗越大，当波导长度较长时，可以设计成多个三段式结构，每个三段式结构均能在一定程度上降低损耗，弱化光串扰，因此能够使得波导整体传输损耗较低。
17、进一步地，将每个三段式结构的延伸长度限制在60微米以内，实验表明，三段式结构长度限定在60微米以内，能明显降低传输损耗。
18、进一步地，第一耦合区、移相区和第二耦合区均为矩形设计，此时，只需要完成相邻两个波导的设计，其他波导周期性进行复制便能得到波导阵列，进一步简化设计与生产过程。
19、进一步地，限定相邻所述波导的中心间距为入射光的半波长，平行并排的相邻移相区之间的间隙大于120nm，平行并排的相邻移相区之间的宽度差值大于60nm，该结构能引起强烈的模式失配，移相区结构之间的能量耦合极弱移相区结构间能量耦合近似为0，能够进一步降低整个波导传输串扰。
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1.一种低串扰的密集波导阵列，其特征在于，包括并排设置且平行延伸的N根波导，每根所述波导具有K个级联的三段式结构，所述三段式结构包括沿延伸方向依次连接的第一耦合区、移相区和第二耦合区；N≥2，K≥1，其中，
2.如权利要求1所述的低串扰的密集波导阵列，其特征在于，同一根所述波导具有多个所述三段式结构。
3.如权利要求2所述的低串扰的密集波导阵列，其特征在于，每个所述三段式结构的延伸长度不超过60微米。
4.如权利要求1所述的低串扰的密集波导阵列，其特征在于，所述第一耦合区、移相区和第二耦合区均为矩形。
5.如权利要求1所述的低串扰的密集波导阵列，其特征在于，所述波导设置于绝缘层上。
6.如权利要求5所述的低串扰的密集波导阵列，其特征在于，所述绝缘层为二氧化硅，所述波导为硅材料。
7.如权利要求1所述的低串扰的密集波导阵列，其特征在于，相邻所述波导的中心间距为入射光的半波长。
8.如权利要求7所述的低串扰的密集波导阵列，其特征在于，相邻所述波导的中心间距为入射光的半波长，平行并排的相邻移相区之间的间
9.一种光学产品，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的低串扰的密集波导阵列。
10.如权利要求9所述的光学产品，其特征在于，所述光学产品为激光雷达、光学相控阵和波分复用器中的任一种。
...【技术特征摘要】
1.一种低串扰的密集波导阵列，其特征在于，包括并排设置且平行延伸的n根波导，每根所述波导具有k个级联的三段式结构，所述三段式结构包括沿延伸方向依次连接的第一耦合区、移相区和第二耦合区；n≥2，k≥1，其中，
2.如权利要求1所述的低串扰的密集波导阵列，其特征在于，同一根所述波导具有多个所述三段式结构。
3.如权利要求2所述的低串扰的密集波导阵列，其特征在于，每个所述三段式结构的延伸长度不超过60微米。
4.如权利要求1所述的低串扰的密集波导阵列，其特征在于，所述第一耦合区、移相区和第二耦合区均为矩形。
5.如权利要求1所述的低串扰的密集波导阵列，其特征在于，所述波导设置于绝缘层上。<...
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