紧凑型硅基分模器及设计方法技术

本发明专利技术提供了一种紧凑型硅基分模器及设计方法，所述硅基分模器包括依次层叠的衬底、下包层、芯层及上包层；芯层包括相互连接的波导和功能区，波导包括输入波导和输出波导；功能区位于输入波导和输出波导之间，输入波导包括光源进入的宽波导，输出波导包括依次连接的上输出波导和下输出波导；在第二种分模器中，输出波导包括依次连接的上输出波导、中输出波导和下输出波导。本发明专利技术硅基分模器可以在不改变模式阶数的前提下实现高阶模式和低阶模式的分离，极大的丰富了模分复用系统，提供了一种基于逆向设计的光学器件。通过逆向设计实现功能区的优化，在实现紧凑尺寸的同时极大的减小了相关损耗和串扰并增大了带宽，提高了相关性能的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种紧凑型硅基分模器及设计方法，属于集成光子器件。

技术介绍

1、随着互联网技术、移动互联网业务、大数据和人工智能的快速发展，光纤通信容量的需求一直呈指数级增长。受限于香农极限和光纤非线性效应，基于单模光纤的波分复用技术的传输容量即将达到瓶颈。为突破传输容量的限制，空分复用技术应运而生。空分复用包括多芯光纤和模分复用技术两种路线。其中，模分复用技术是实现空分复用的重要技术路线。模分复用技术因其能够提供更高的信息密度、传输成本低和能耗低等多方面的优势，被认为是具有研究前景的技术。

2、模分复用技术可以实现单波长多模式共同传输。这些模式相互正交，因此可以作为独立信道传输信息，进而增加光纤的传输容量和提高光频谱的利用率。按照模分复用实现的平台，可以分为以下三类：空间光学元件、光纤、平面光波导。其中基于平面光波导的片上模分复用技术具有制作工艺成熟，集成度高和结构多样等优势，受到了广泛的关注。绝缘体上硅平台受益于较高的折射率差可以实现紧凑的结构尺寸和稳定的性能，且与互补金属氧化物半导体工艺兼容，成为实现片上模分复用系统最具潜力的工艺平台。为本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种紧凑型硅基分模器，其特征在于：包括依次层叠的衬底、下包层、芯层及上包层；所述芯层包括相互连接的波导和功能区，所述波导包括输入波导和输出波导；所述功能区位于所述输入波导和所述输出波导之间，所述硅基分模器包括第一种硅基分模器和第二种硅基分模器，在所述第一种硅基分模器中，所述输出波导包括依次连接的上输出波导和下输出波导，在第二种硅基分模器中，所述输出波导包括依次连接的上输出波导、中输出波导以及下输出波导。

2.根据权利要求1所述的紧凑型硅基分模器，其特征在于：所述衬底为硅晶片，所述下包层沉积在所述衬底上方，所述芯层刻蚀在所述下包层的上且位于所述上包层和所述下包层之间。...

【技术特征摘要】

1.一种紧凑型硅基分模器，其特征在于：包括依次层叠的衬底、下包层、芯层及上包层；所述芯层包括相互连接的波导和功能区，所述波导包括输入波导和输出波导；所述功能区位于所述输入波导和所述输出波导之间，所述硅基分模器包括第一种硅基分模器和第二种硅基分模器，在所述第一种硅基分模器中，所述输出波导包括依次连接的上输出波导和下输出波导，在第二种硅基分模器中，所述输出波导包括依次连接的上输出波导、中输出波导以及下输出波导。

2.根据权利要求1所述的紧凑型硅基分模器，其特征在于：所述衬底为硅晶片，所述下包层沉积在所述衬底上方，所述芯层刻蚀在所述下包层的上且位于所述上包层和所述下包层之间。

3.根据权利要求2所述的紧凑型硅基分模器，其特征在于：所述波导由硅制成，所述下包层和所述上包层由二氧化硅制成，所述功能区由硅和二氧化硅组成，或者由硅和相变材料组成。

4.根据权利要求3所述的紧凑型硅基分模器，其特征在于：所述功能区的结构形状是任意的，所述输入波导包括光源进入的宽波导。

5.一种紧凑型硅基分模器的设计方法，其特征在于：所述硅基分模器包括依次层叠的衬底、下包层、芯层及上包层；所述芯层包括相互连接的波导和功能区，所述波导包括输入波导和输出波导；所述功能区位于所述输入波导和所述输出波导之间，所述硅基分模器分为第一种硅基分模器和第二种硅基分模...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪静丽，陈涛，马越，万洪丹，蒋卫锋，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：