[發明專利]點對稱馬赫-曾德爾干涉儀設備

有效

• 申請號: 201710172322.8
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN107402489B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 胡有方;烏拉噶蘭達·皮魯瑪·達拉尼帕提
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G02F1/21
• 分類號: G02F1/21;G02F1/225
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

本發明提供一種點對稱馬赫?曾德爾干涉儀(PSMZI)設備100，包括：三個連續的路徑時延段PDS)，作為兩個外部PDS 102和一個中心PDS 101，每個PDS 101、102包括上波導臂103和下波導臂104。所述PSMZI設備100也包括四個非對稱耦合器(AC)，每個AC 105包括上波導部106和下波導部107。每個PDS 101、102的每一側都直接設置有一個AC 105，且所述上下波導部106、107分別耦合至所述上下波導臂103、104。此外，在所述PDS 101、102一側的所述AC 105與所述PDS 101、102另一側的所述AC 105點對稱；設置在所述中心PDS 101一側的所述兩個AC 105和所述一個外部PDS 102一起與設置在所述中心PDS 101另一側的所述兩個AC 105和所述一個外部PDS 102點對稱。

技術領域

本發明涉及一種點對稱馬赫-曾德爾干涉儀(Point-Symmetric Mach-Zehnder-Interferometer，PSMZI)設備、一種包括PSMZI設備的波長雙工器設備以及一種PSMZI設備的制作方法。

背景技術

作為一種在電信、數據通訊、互聯和傳感中廣泛應用的通用技術平臺，硅光子學日益受到重視。硅光子學允許通過使用兼容CMOS的晶片級技術來實現低成本、優質硅襯底上的光子功能。然而，純無源硅波導設備在插入損耗、相位噪聲(導致信道串擾)和溫度依存性方面的性能仍有限。這是由二氧化硅(silicon dioxide，SiO₂)包層和硅(silicon，Si)核心之間的高折射率對比度、不均勻的Si層厚度和硅的高熱光效應導致的。

基于氮化硅(silicon nitride，SiN_x)的無源設備提供了優越的性能。經證實，低于0.1dB/cm的傳播損耗適用于SiN_x核心厚度為640nm的波導，甚至已證實，低于0.1dB/m的傳播損耗適用于核心厚度為50nm的波導。另外，SiN_x(n＝2)和SiO₂(n＝1.45)與Si(n＝3.5)和SiO₂(n＝1.45)之間略低的折射率對比度導致相位噪聲較少，制作公差較大。這使得能夠制作性能很高但仍很緊湊的光路，例如AWG或者環形諧振器。據報告，SiN_x波導既是一種有源硅光子芯片上的高性能無源波導層，同時也是一種“獨立的”無源光芯片。

在光纖接入(Fiber-To-The-X，FTTX)設備/裝備，如OLT和ONU中，已知使用波長雙工器來將上下游波段與單輸入光纖分離開來。ITU標準要求波長雙工在寬波段上的損耗和串擾都很低，從而以低成本實現。在FTTX設備/裝備中使用(硅)光子集成電路(photonicintegrated circuit，PIC)會帶來低成本、小尺寸、高可靠性的優勢。

為了實現，例如，PIC雙工器，已知基于硅光子學使用了多模干涉儀(multimodeinterferometer，MMI)、馬赫-曾德爾干涉儀(Mach-Zehnder-Interferometer，PSMZI)、環等。然而，對于所有這些結構，在大批量生產中要實現ITU指定的性能和高產率仍具挑戰性。而且，在寬帶雙工器中已經使用了多階段式級聯MZI。隨著級聯階段數量的增加，濾波器通帶平坦度和信道間的隔離也隨之增加。但是，與此同時，光子電路的復雜度和對制作誤差的敏感度也隨著階段數量的增加而增加。