[發(fā)明專利]具有光子晶體的單纖三向復用器

有效

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• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102902009A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設計）人: 盛振;凌偉;甘甫烷;武愛民;王曦;鄒世昌
• 申請（專利權）人: 江蘇尚飛光電科技有限公司;中科院南通光電工程中心;中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12;G02B6/293;H04B10/25;H04J14/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本發(fā)明涉及光纖接入網(wǎng)絡領域，特別是涉及一種具有光子晶體的單纖三向復用器。

背景技術

隨著光纖接入網(wǎng)絡技術的長足進展，以及IPTV、視頻點播和網(wǎng)絡游戲等業(yè)務量的增加，用戶對接入帶寬的需求進一步增加，對光纖接入網(wǎng)絡要求越來越高，光纖到戶技術（FTTH）已經(jīng)成為光纖接入網(wǎng)絡的主要技術方案，而無源光網(wǎng)絡（PON）技術是FTTH的主流技術，它可以實現(xiàn)視頻、語音、數(shù)據(jù)三網(wǎng)合一。在用于FTTH的PON技術中，實現(xiàn)光線路終端（OLT)和終端用戶之間通信的核心器件就是單纖三向復用器，研究出滿足通信帶寬要求、低成本、小型化的單纖三向復用器是應用領域的實際需求，因此具有非常重要的意義。這些實際要求也是制約FTTH技術推廣的關鍵因素。

單纖三向復用器的主要功能，是將OLT輸出的波長1490nm的語音信號和波長1550nm的視頻信號、以及用戶上傳的波長1310nm信號復用進一根光纖，用戶可以通過接收機分別接收波長1490nm的語音信號和波長1550nm的視頻信號，并通過上傳波導將本地數(shù)據(jù)上傳至OLT。目前實際應用的單纖三向復用器是由分立器件所構成，具有不易于封裝，耦合損耗大和成本高等缺點；而另一種基于平面光波導技術（PLC)的三向復用器由于芯層與包層之間的折射率差很小，導致其器件尺寸仍然較大。另外，基于PLC的三向復用器往往使用多模波導耦合器（MMI)和陣列波導光柵（AWG)相互級聯(lián)的方式來實現(xiàn)復用功能，使得器件的結(jié)構不夠緊湊。

隨著半導體技術的發(fā)展，Si和SiO₂的高折射差(2.0)為實現(xiàn)納米光波導和超小尺度的集成光波導器件提供了可能性。并且Si納米線波導的制造工藝與現(xiàn)有電子工業(yè)中使用的CMOS工藝可完全兼容，為低成本，大批量的生產(chǎn)提供了可能性。因此相對于傳統(tǒng)的三向復用器，如何提供一種低成本、小尺寸、高集成度的三向復用器，已成為本領域技術人員需要解決的技術課題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構緊湊成本低的具有光子晶體的單纖三向復用器。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種具有光子晶體的單纖三向復用器，其至少包括：

用于接入第一波長及第二波長的光波信號的輸入波導；

用于接入第三波長的光波信號的上傳波導；

第一輸出波導；

第二輸出波導；

通過端口分別連接所述輸入波導、上傳波導、第一輸出波導及第二輸出波導的多模波導耦合器，用于分離所述第一波長信號及第二波長信號，并使兩者分別由第一輸出波導及第二輸出波導輸出，所述多模波導耦合器還具有光子晶體，所述光子晶體能反射所述第三波長的光波信號，并使該光波信號由輸入波導輸出至OLT。

優(yōu)選地，所述輸入波導、上傳波導、第一輸出波導、第二輸出波導及多模波導耦合器均通過對半導體基底的刻蝕來形成；更為優(yōu)選地，通過對絕緣體上硅的頂層硅刻蝕來形成。

優(yōu)選地，所述輸入波導、上傳波導、第一輸出波導、及第二輸出波導均為納米線波導。

優(yōu)選地，所述輸入波導、上傳波導、第一輸出波導、及第二輸出波導均呈錐形。

優(yōu)選地，所述光子晶體通過對所述半導體基底的刻蝕來形成。

優(yōu)選地，所述光子晶體包括SiO₂介質(zhì)孔光子晶體。

如上所述，本發(fā)明的具有光子晶體的單纖三向復用器，具有以下有益效果：將光子晶體嵌入于多模波導耦合器上以實現(xiàn)三個波長的復用功能，使得器件的結(jié)構極其緊湊；基于絕緣體上硅的Si納米線波導加工工藝與CMOS工藝完全兼容，無需復雜工藝，加工成本低；基于Si納米線波導，為芯層和包層之間提供了巨大的折射率差，可以極大限度的減小器件的尺寸，大幅度提高集成度。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明的具有光子晶體的單纖三向復用器的二維結(jié)構示意圖。

圖2顯示為本發(fā)明的具有光子晶體的單纖三向復用器的三維結(jié)構示意圖。

元件標號說明

具體實施方式

以下由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。