[實(shí)用新型]偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820081925.3
• 申請(qǐng)日: 2008-01-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201159783Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴道鋅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02B6/34
• 分類(lèi)號(hào): G02B6/34;G02B6/02
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 韓介梅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵，屬于平面光波導(dǎo)集成器件領(lǐng)域。

背景技術(shù)

陣列波導(dǎo)光柵是一種典型的集成型波分復(fù)用/解復(fù)用器件，傳統(tǒng)的陣列波導(dǎo)光柵依次由輸入波導(dǎo)1、輸入平板波導(dǎo)2、陣列波導(dǎo)4、輸出平板波導(dǎo)6和輸出波導(dǎo)8連接組成(見(jiàn)圖1)，復(fù)合光從輸入波導(dǎo)入射，進(jìn)入平板波導(dǎo)并發(fā)散傳輸，然后耦合到波導(dǎo)陣列中的各條波導(dǎo)。相鄰陣列波導(dǎo)存在一定光程差，從而對(duì)各波長(zhǎng)的光產(chǎn)生不同的位相差，實(shí)現(xiàn)光柵的色散功能。經(jīng)過(guò)輸出平板波導(dǎo)后，不同波長(zhǎng)的光會(huì)聚于陣列波導(dǎo)光柵像面上的不同點(diǎn)，然后再耦合到對(duì)應(yīng)位置的輸出波導(dǎo)，即可將不同波長(zhǎng)的光從不同輸出波導(dǎo)輸出，實(shí)現(xiàn)了不同波長(zhǎng)的光的分離，這就是波分解復(fù)用的功能。反過(guò)來(lái)，就可以實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用功能。在陣列波導(dǎo)光柵(AWG)的實(shí)際應(yīng)用中，如何消除其偏振相關(guān)性，從而使之偏振不敏感是一個(gè)非常重要的研究課題。對(duì)于傳統(tǒng)的大尺寸陣列波導(dǎo)光柵，已經(jīng)有多種偏振補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)偏振不敏感特性。

近年來(lái)，硅納米線光波導(dǎo)以其超緊湊結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)逐漸受到人們重視。和傳統(tǒng)陣列波導(dǎo)光柵不同的是，硅納米線陣列波導(dǎo)光柵的通道間隔、中心波長(zhǎng)均對(duì)偏振極為敏感。而傳統(tǒng)的偏振補(bǔ)償技術(shù)往往僅能消除中心波長(zhǎng)的偏振相關(guān)性，并不適用于硅納米線陣列波導(dǎo)光柵。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵。

本實(shí)用新型的偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵包括輸入波導(dǎo)、輸入平板波導(dǎo)，兩組參數(shù)相互獨(dú)立陣列波導(dǎo)，輸出平板波導(dǎo)以及輸出波導(dǎo)，輸入平板波導(dǎo)中具有偏振分束器，輸出平板波導(dǎo)中具有偏振合束器，第一組陣列波導(dǎo)和第二組陣列波導(dǎo)的一端分別通過(guò)輸入平板波導(dǎo)與輸入波導(dǎo)相連，第一組陣列波導(dǎo)和第二組陣列波導(dǎo)的另一端分別通過(guò)輸出平板波導(dǎo)與輸出波導(dǎo)相連。

上述的兩組陣列波導(dǎo)的參數(shù)包括波導(dǎo)寬度、長(zhǎng)度、條數(shù)、末端間距等。第一組陣列波導(dǎo)和第二組陣列波導(dǎo)的參數(shù)相互獨(dú)立選取。第一組陣列波導(dǎo)和第二組陣列波導(dǎo)中的參數(shù)滿足使兩組陣列波導(dǎo)的中心通道波長(zhǎng)相等和通道間隔相等的條件。通常使第一組陣列波導(dǎo)和第二組陣列波導(dǎo)中的相鄰波導(dǎo)的長(zhǎng)度差與末端間距滿足使兩個(gè)偏振的中心通道波長(zhǎng)、通道間隔均相等的條件。

上述的偏振分束器可以是布拉格光柵結(jié)構(gòu)或光子晶體結(jié)構(gòu)。偏振合束器也可以是布拉格光柵結(jié)構(gòu)或光子晶體結(jié)構(gòu)。

其工作過(guò)程為：復(fù)合光從輸入波導(dǎo)入射，進(jìn)入平板波導(dǎo)并發(fā)散傳輸，到達(dá)偏振分束器后，分成兩路：(1)其中一個(gè)偏振光被反射進(jìn)入第一組陣列波導(dǎo)，然后在輸出平板波導(dǎo)傳輸一段距離，并到達(dá)偏振合束器，再次被反射，聚焦之后被相應(yīng)的輸出波導(dǎo)接收；(2)另一個(gè)偏振光被透射進(jìn)入第二組陣列波導(dǎo)，然后在輸出平板波導(dǎo)傳輸一段距離，并到達(dá)偏振合束器，再次透射傳輸，聚焦之后被相應(yīng)的輸出波導(dǎo)接收。

本實(shí)用新型有益的效果是：

由于采用了兩組參數(shù)相互獨(dú)立的陣列波導(dǎo)，可分別針對(duì)橫電模(TE)、橫磁模(TM)獨(dú)立選取陣列波導(dǎo)的參數(shù)，從而同時(shí)消除通道間隔、中心通道波長(zhǎng)的偏振相關(guān)性。克服了傳統(tǒng)偏振補(bǔ)償技術(shù)不能消除通道間隔偏振敏感的局限性。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)方便，且未引入額外的復(fù)雜工藝，僅需制作陣列波導(dǎo)光柵的標(biāo)準(zhǔn)工藝。

附圖說(shuō)明

圖1是傳統(tǒng)陣列波導(dǎo)光柵的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵的結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D2，本實(shí)用新型的偏振不敏感的陣列波導(dǎo)光柵，包括輸入波導(dǎo)1、輸入平板波導(dǎo)2，兩組參數(shù)相互獨(dú)立的陣列波導(dǎo)4、5，輸出平板波導(dǎo)6以及輸出波導(dǎo)8，輸入平板波導(dǎo)2中具有偏振分束器3，輸出平板波導(dǎo)6中具有偏振合束器7，第一組陣列波導(dǎo)4和第二組陣列波導(dǎo)5的一端分別通過(guò)輸入平板波導(dǎo)2與輸入波導(dǎo)1相連，第一組陣列波導(dǎo)4和第二組陣列波導(dǎo)5的另一端分別通過(guò)輸出平板波導(dǎo)6與輸出波導(dǎo)8相連。

下面給出一個(gè)具體實(shí)施例。

此例中，偏振分束器和偏振合束器分別采用光子晶體結(jié)構(gòu)。平板波導(dǎo)長(zhǎng)度L_FPR＝30.0μm，厚度為300nm，輸出波導(dǎo)間距d_o＝1.832μm，光波導(dǎo)的芯層、下包層、上包層的折射率分別為3.455、1.46、1.0。

第一組陣列波導(dǎo)參數(shù)為：陣列波導(dǎo)總數(shù)N_WG＝34，陣列波導(dǎo)末端間隔d_g＝1.0μm。陣列波導(dǎo)寬度w_co＝500nm、相鄰波導(dǎo)長(zhǎng)度差ΔL＝11.376μm。