[發明專利]一種基于反對稱多模布拉格波導光柵的上下路濾波器

有效

• 申請號: 201610126673.0
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105572796B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 邱暉曄;王穎;陳梁潔
• 申請（專利權）人: 龍巖學院
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 朱凌

本發明公開了一種基于反對稱多模布拉格波導光柵的上下路濾波器，當TE光從單模輸入波導輸入，下路非對稱Y分叉波導將其轉換為多模波導的TE基模，反對稱布拉格波導光柵把滿足相位匹配條件波長的入射光反向耦合為反射光，通過下路非對稱Y分叉波導時被轉換為下路單模波導的TE模從下路端輸出，透射光則通過上路非對稱Y分叉波導，從單模輸出波導輸出；同樣的，上路光從上路單模輸入波導輸入，上路非對稱Y分叉波導將其轉換為多模波導的TE一階模，反對稱布拉格波導光柵把滿足相位匹配條件波長的反射光通過上路非對稱Y分叉波導時被轉換為單模輸出波導的TE模，從輸出端輸出，本發明同時實現了信號上下路功能，可應用于片上高密度集成的光互連系統。

技術領域

本發明涉及一種光的上路和下路濾波集成器件，特別是涉及一種基于反對稱多模布拉格波導光柵的上下路濾波器。

背景技術

隨著集成電路的飛速發展，晶體管特征尺寸不斷減小，高速信息在電互連傳遞時不可避免的遭遇了速度、帶寬和功耗等方面的一系列瓶頸。基于硅光學的片上光互連為這一技術難題的解決提供了一種可行的方案，信息的交換將在光的傳輸層上直接進行。

光濾波器作為光互連的一個基礎功能器件，可靈活地實現不同信號的分離、上路和下路，是密集波分復用光網絡非常重要的一個環節。目前可實現光上下路濾波功能的器件主要有三種結構： 第一種是微環諧振腔結構，它能提供較高的Q值，同時它不需要兩個反射端面，但是它存在一系列的諧振波長，光的濾波受到自由譜寬的影響，且濾波的帶寬較小；第二種是F-P腔結構，它需要兩個反射端面，存在一系列的諧振波長和濾波帶寬小的特點；第三種是布拉格光柵結構，它是利用周期性的折射率微擾區，可實現不同帶寬的光濾波功能，但是由于它是兩端口器件，無法同時實現帶通和帶阻濾波功能，光的反射譜無法通過類似光纖環路器來提取，如果采用對稱的Y分叉結構將會引入6 dB的損耗。

因此，研制出結構簡單、尺寸緊湊，功能齊全、易于集成和制作的上下路光濾波器，是今后發展片上集成光通信技術的重要而有意義的工作。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于反對稱多模布拉格波導光柵的上下路濾波器，結構簡單、尺寸緊湊，功能齊全、易于集成和制作。

本發明一種基于反對稱多模布拉格波導光柵的上下路濾波器，包括單模輸入波導、下路非對稱Y分叉波導、多模波導、反對稱布拉格波導光柵、上路非對稱Y分叉波導、單模輸出波導、下路單模波導和上路單模輸入波導，其中單模輸入波導與下路非對稱Y分叉波導一分支連接，下路單模波導與下路非對稱Y分叉波導的另一分支連接，下路非對稱Y分叉波導的主干與多模波導的一端連接，多模波導的另一端與上路非對稱Y分叉波導的主干連接，單模輸出波導與上路非對稱Y分叉波導一分支連接，上路單模輸入波導與上路非對稱Y分叉波導的另一分支連接，所述的反對稱布拉格波導光柵位于多模波導上，呈反對稱分布。

所述的單模輸入波導、下路非對稱Y分叉波導、多模波導、反對稱布拉格波導光柵、上路非對稱Y分叉波導、下路單模波導、上路單模波導和單模輸出波導均為條形波導。

所述的下路非對稱Y分叉波導和上路非對稱Y分叉波導結構一致，非對稱Y分叉波導的兩分支由兩寬度不同的單模波導組成，非對稱Y分叉波導的主干由一多模波導組成。

所述的反對稱布拉格波導光柵的周期滿足將多模波導中的TE基模反向耦合為TE一階模的相位匹配條件。

該反對稱布拉格波導光柵的周期性折射率微擾區在多模波導的兩側邊上。

所述的構成反對稱布拉格波導光柵的周期單元形狀均為矩形。