[實用新型]多級低損耗集成光功率分配器

無效

• 申請號: 200620041983.4
• 申請日: 2006-05-23
• 公開（公告）號: CN201000497Y
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 陳谷紅
• 申請（專利權）人: 陳谷紅
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12;G02B6/125
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型是一種低損耗多級集成光功率分配器，屬于集成光學技術領域。

背景技術

現有的光功率分配器一般都是采用傳統的光纖燒結工藝制作的，產品制作工藝難度較大、穩定性和可靠性不夠高，不適合大批量生產，更難以實現多級的集成光器件。普通Y型結構的光功率分配器，其插入損耗比較大，特別在構成多級的集成光器件時，該弱點就顯得更加突出，因此器件的級數(分路比)受到一定的限制，其應用場合也受到很大的影響和局限。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種低插入損耗，能夠根據需要靈活組成多級結構的集成光功率分配器，并可廣泛地應用于光通信系統、光學儀器設備和光纖到戶(FTTH)等應用場合。

本實用新型的方案是設計一個采用硅基沉積二氧化硅的半導體加工技術和工藝制作的平面光波導，波導光芯沉積于硅基晶圓上，并置于折射率和厚度都不同于光芯的二氧化硅襯墊和覆蓋包層中，其襯墊和覆蓋包層的折射率略小于光芯的折射率，厚度則是光芯厚度的三到五倍；而該平面波導光路結構特征是帶階梯光柵的Y型分路器，可以降低光路的插入損耗，靈活地組成不同分路比的多級結構。

本實用新型與現有技術比較具有如下優點：

1由于采用硅基沉積二氧化硅的半導體加工技術和工藝制作，克服了傳統的光纖燒結工藝制作的器件在生產工藝和器件性能上存在的穩定性和可靠性問題，提高了器件的生產效率和性能，使器件適合大批量生產，而且體積小，重量輕，集成度高，成本低。

2由于帶階梯光柵的Y型分路器能夠減小光路的插入損耗，克服了普通光分路器損耗大的缺點，提高了器件信號傳送的效率。

3由于采用了低損耗的光分路器單元，使得光功率分配器能夠根據需要，靈活地組成不同分路比的光功率分配器，提高了器件的經濟性，擴大的器件的應用范圍。

附圖說明

本實用新型有如下附圖：

圖1是本實用新型平面光波導截面結構示意圖。

圖2是本實用新型帶階梯光柵的Y型分路器單元的結構示意圖。

圖3是本實用新型多級低損耗集成光功率分配器結構示意圖。

圖中1.硅基晶圓，2.襯墊，3.波導光芯，4.覆蓋包層，5.階梯形光柵

具體實施方式

下面結合附圖闡述本實用新型的具體實施方式：

本實用新型是采用硅基沉積二氧化硅的半導體加工技術和工藝制作而成的，如圖1平面光波導截面結構示意圖所示，由硅基晶圓(1)，襯墊(2)，波導光芯(3)以及覆蓋包層(4)構成，其工藝步驟為：1采用化學氣相沉積法，在硅基晶圓(1)上，沉積襯墊(2)和波導光芯(3)；2利用反應離子刻蝕技術形成所設計的平面波導光路；3在襯墊(2)和波導光芯(3)的基礎上，再沉積二氧化硅覆蓋包層(4)，經過高溫退火和高壓處理后，完成晶圓的加工；4晶圓切割，裸片拋光打磨，最后完成芯片的封裝。其中波導光芯(3)二氧化硅材料的折射率略大于襯墊(2)和覆蓋包層(4)二氧化硅材料的折射率，而襯墊(2)和覆蓋包層(4)的厚度是波導光芯(3)厚度的3-5倍，以保證光信號高效率地在波導光芯中傳送。??為了減小普通Y型結構光分路器的插入損耗，本實用新型設計了帶階梯形光柵(5)結構單元的分路器，如圖2所示。其光柵(5)結構始于Y型分路器的分叉點，并沿著分路器二輸出分叉支路間的三角區域，按階梯狀由短到長逐漸向外延伸分布，以抑制電磁場在Y型結構分叉處的發散效應。新的半導體制造技術和加工工藝是集成光學器件的基礎，采用圖1所示的平面光波導結構和本實用新型設計的低損耗Y型結構光分路器單元，就能靈活地組合成不同分路比(如1∶4，1∶8，1∶16，1∶32，...)的光功率分配器，這種結構的分配器，其每一路的輸出功率都相同。也可以根據需要組成不同輸出功率，任意分路比的光功率分配器。如圖3所示，是一個分路比為1∶32，5級低損耗集成光功率分配器的應用實例，其每一路輸出功率的大小都相同，在不考慮損耗的條件下，約為其輸入功率的1/32。