[發(fā)明專利]一種基于弱限制大截面光波導的雙偏振模式復用-解復用器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510043870.1
• 申請日: 2015-01-28
• 公開（公告）號: CN104749707A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發(fā)明（設計）人: 戴道鋅
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G02B6/293
• 分類號: G02B6/293;G02B6/27
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

技術領域

本發(fā)明涉及一種復用-解復用器，尤其是涉及用于模式復用系統(tǒng)的一種基于弱限制大截面光波導的雙偏振模式復用-解復用器。

背景技術

眾所周知，長距離光通信已經(jīng)取得巨大成功。同樣地，光互連作為一種新的互聯(lián)方式，可克服傳統(tǒng)電互聯(lián)存在的瓶頸問題，引起了廣泛關注。自1984年J.W.Goodman提出在VLSI中采用光互連方案以來，光互連研究已取得了巨大進展。當前光互連不斷向超短距離互聯(lián)推進，其通信容量需求日益增長。針對光互連系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸量大的特點，最直接的方法是借用長距離光纖通信系統(tǒng)中常用的波分復用(WDM)技術。

然而，波分復用系統(tǒng)需要多路激光器或可調(diào)諧激光器等價格昂貴的元件或模塊，因而成本很高，很大程度上將限制它在光互聯(lián)系統(tǒng)中的廣泛應用。因此，亟需發(fā)展新的復用技術，從而降低波分復用系統(tǒng)的成本。模式復用技術在多模光纖通信中很早就被提出，但由于光纖模式控制(如轉化、激發(fā))技術的難題使之進展緩慢。最近，人們提出采用少模光纖技術，可將通信容量提升數(shù)倍，并有效克服模間串擾，因而成為當前的研究熱點。對于基于少模光纖的模式復用系統(tǒng)，其核心器件是模式(解)復用器，用于實現(xiàn)各階模式的合/分。文獻【Maxim?Greenberg等，“Simultaneous?dual?mode?add/drop?multiplexers?for?optical?interconnects?buses，”O(jiān)ptics?Communications?266(2006)527–531】設計了一種基于功率漸變(adiabatic?power?transfer)原理的雙模插分復用器，同時上傳/下載兩個模式，但其設計復雜，不易于拓展，且僅工作于單個偏振。文獻【S.Bagheri,and?William?M.J.Green“Silicon-on-insulator?mode-selective?add-drop?unit?for?on-chip?mode-division?multiplexing,”6th?IEEE?International?Conference?on?Group?IV?Photonics,2009(GFP'09),Page(s):166-168,9-11Sept.2009】給出了一種基于多級模式耦合的雙模插分復用器，但僅實現(xiàn)了基模和第一高階模的復用，其結構復雜、設計不便、器件尺寸大、且不易于擴展至更多通道的模式復用。文獻【Daoxin?Dai,Jian?Wang,and?Yaocheng?Shi,Silicon?mode(de)multiplexer?enabling?high?capacity?photonic?networks-on-chip?with?a?single-wavelength-carrier?light,Opt.Lett.38,1422-1424,2013】給出了一種基于級聯(lián)非對稱耦合器的多通道集成光波導模式復用-解復用器，易于擴展，可實現(xiàn)多通道。在此基礎上，文獻【Jian?Wang,Sailing?He,and?Daoxin?Dai.On-chip?silicon?8-channel?hybrid(de)multiplexer?enabling?simultaneous?mode-and?polarization-division-multiplexing.Laser&Photonics?Reviews.8(2):L18–L22,2014】給出了一種實現(xiàn)雙偏振模式復用器，可實現(xiàn)兩組正交偏振態(tài)的基模及高階模的合/分。其原理是：對于兩個正交偏振態(tài)基模的合/分，采用一個常規(guī)偏振復用器來實現(xiàn)；然后依次針對各偏振態(tài)的各個高階模，分別利用一個優(yōu)化設計的非對稱耦合器將耦合合到總線波導上。這種設計要求非對稱耦合器具有顯著的偏振敏感性，通常需采用超高折射率差光波導方可實現(xiàn)，因而比較適合于片上光互連系統(tǒng)，但與少模光纖耦合則存在一定困難。因此，現(xiàn)有技術缺少一種適合于便于與少模光纖耦合的多通道集成光波導雙偏振模式復用-解復用器。

發(fā)明內(nèi)容

針對背景技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種基于弱限制大截面光波導的雙偏振模式復用-解復用器，從而實現(xiàn)將多路信號分別加載至同一條多模波導的N個本征模上，形成模式復用，實現(xiàn)大容量的數(shù)據(jù)傳輸。進一步的結合偏振復用技術，進一步地擴大容量。

本發(fā)明采用的技術方案如下：