[實用新型]帶有螺旋彎曲波導的陣列波導光柵

無效

• 申請號: 200620139740.4
• 申請日: 2006-11-07
• 公開（公告）號: CN200965577Y
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: 戴道鋅;何賽靈
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G02B6/34
• 分類號: G02B6/34
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本實用新型涉及納米光波導集成領域，特別是涉及一種帶有螺旋彎曲波導的陣列波導光柵。

背景技術

Si和SiO₂的高折射差(2.0)為實現納米光波導和超小尺度的集成光波導器件提供了可能性，已有不少相關研究的報道。基于納米波導的超小尺度光器件越來越具有吸引力。陣列波導光柵(AWG)是一種最具代表性的集成型光波導器件，具有優越的性能和廣泛的應用，是波長路由器、多波長接收器、多波長激光器、上下路插分復用器等光通信模塊中的核心器件。陣列波導光柵不僅可以用作波分(解)復用器件，還可作為波長路由器、梳狀濾波器等。對于AWG波長路由器和梳狀濾波器，有Δλ_FSR＝N_chΔλ_ch，其中Δλ_FSR為自由頻譜范圍，Δλ_ch為通道間隔，N_ch為通道數。此時Δλ_FSR通常較小，根據m＝λ_c/(Δλ_FSRN_g/n_g)，故而衍射級次很大。相應地，陣列波導光柵相鄰波導長度差也要求很大。例如，對于Δλ_ch＝0.4nm、Δλ_FSR＝0.8nm的梳狀濾波器來說，其衍射級次接近10³(對應的長度差ΔL達數百微米)。此時，若采用傳統的陣列波導光柵結構，相鄰陣列波導間距要非常大(幾百微米)，遠遠大于硅納米光波導的去耦合間距很小(～1.5μm)。因此，若采用傳統的陣列波導光柵結構，不能充分發揮硅納米光波導去耦合間距小的特點和優勢。盡管硅納米光波導的彎曲半徑很小，但整個器件尺寸仍然相對較大。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種用于高衍射級次的帶有螺旋彎曲波導的陣列波導光柵，以減小陣列波導光柵的尺寸，提高了集成度。

為達上述目的，本實用新型采用以下兩種技術解決方案：

方案1：

帶有螺旋結構的陣列波導光柵，包括與輸入波導連接的輸入自由傳播區域以及與輸出波導連接的輸出自由傳播區域，在輸入自由傳播區域和輸出自由傳播區域間連接有波導陣列，每條陣列波導包含了四段直波導、兩段彎曲波導和螺旋彎曲波導，第一直波導的一端和輸入自由傳播區域的輸出端相連，第一直波導的另一端依次經第一彎曲波導、第二直波導、螺旋彎曲波導、第三直波導、第二彎曲波導與第四直波導的一端相連，第四直波導的另一端與輸出自由傳播區域的輸入端相連。

方案2：

帶有螺旋結構的陣列波導光柵，包括與輸入波導連接的輸入自由傳播區域以及與輸出波導連接的輸出自由傳播區域，在輸入自由傳播區域和輸出自由傳播區域間連接有波導陣列，波導陣列中除第一條陣列波導以外的其它各條陣列波導包含了四段直波導、兩段彎曲波導和螺旋彎曲波導，第一直波導的一端和輸入自由傳播區域的輸出端相連，第一直波導的另一端依次經第一彎曲波導、第二直波導、螺旋彎曲波導、第三直波導、第二彎曲波導與第四直波導的一端相連，第四直波導的另一端與輸出自由傳播區域的輸入端相連；所說的第一條陣列波導包含了五段直波導和四段彎曲波導，第五直波導的一端和輸入自由傳播區域的輸出端相連，第五直波導的另一端依次經第三彎曲波導、第六直波導、第四彎曲波導、第七直波導、第五彎曲波導、第八直波導、第六彎曲波導與第九直波導的一端相連，第九直波導的另一端與輸出自由傳播區域的輸入端相連。

上述兩方案中的輸入自由傳播區域和輸出自由傳播區域可以交疊，也可以不交疊。通常為進一步減小器件尺寸，宜采用交疊為好。

本實用新型具有的優點是：

1.將螺旋彎曲波導引入到陣列波導中，可在小面積范圍內延長波導長度，實現很大的光程差，實現了結構緊湊的高衍射級AWG；

2.將螺旋彎曲波導引入到陣列波導中，增大了設計自由度。

附圖說明

圖1是方案1帶有螺旋結構的陣列波導光柵結構示意圖；

圖2是方案2帶有螺旋結構的陣列波導光柵結構示意圖。

具體實施方式