[實用新型]立體硅基模式復(fù)用器與解復(fù)用器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820912449.9
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN208459627U
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣衛(wèi)鋒;程方圓;許吉;萬洪丹
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12;G02B6/132;G02B6/138
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本實用新型涉及立體硅基模式復(fù)用器與解復(fù)用器，包括：襯底層，在襯底層上設(shè)有下包層，在下包層上設(shè)有下層波導(dǎo)，在下層波導(dǎo)上鋪設(shè)有中間隔離層，在中間隔離層上設(shè)有上層波導(dǎo)，在上層波導(dǎo)上覆蓋有上覆蓋層，下層波導(dǎo)的任意一側(cè)邊界和上層波導(dǎo)的任意一側(cè)邊界對齊，且下層波導(dǎo)和上層波導(dǎo)的波導(dǎo)寬度中心錯位大于0小于5μm。本實用新型通過三維多層波導(dǎo)集成結(jié)構(gòu)，突破傳統(tǒng)二維平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)限制，增加器件集成維度，提高器件集成度和靈活性，從而進一步提高系統(tǒng)通信容量。通過三維波導(dǎo)的上下兩層波導(dǎo)任意一側(cè)邊界對齊，實現(xiàn)基模與高階模直接立體耦合，克服傳統(tǒng)三維模式復(fù)用器無法實現(xiàn)模式直接耦合的缺陷，簡化器件結(jié)構(gòu)及復(fù)雜度。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及立體硅基模式復(fù)用器與解復(fù)用器，屬于光通信器件技術(shù)領(lǐng)域，具體針對模分復(fù)用系統(tǒng)。

背景技術(shù)

通信行業(yè)迅猛發(fā)展，大數(shù)據(jù)時代對通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸提供了更高的要求，人們對帶寬的容量需求與日俱增。傳統(tǒng)光通信系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的是波分復(fù)用技術(shù) (Waveguide-division multiplexing，WDM)。但是現(xiàn)如今，人們面臨著帶寬需求遠超過WDM技術(shù)所能提供的帶寬容量這一嚴峻問題，由此，模分復(fù)用技術(shù)(Mode-division multiplexing，MDM)獲得了人們的關(guān)注。

MDM技術(shù)，利用光纖或者波導(dǎo)中的不同模式來實現(xiàn)不同通道的數(shù)據(jù)傳輸，為光通信復(fù)用技術(shù)增加了一個方向，具有更小的體積及更高的信息密度，從而實現(xiàn)更高的集成度。

目前實現(xiàn)模式復(fù)用的方法主要有：利用多模干涉器分束后調(diào)整相位實現(xiàn)模斑匹配的方案、基于耦合模式理論的非對稱定向耦合器方案、基于模式絕熱演變的原理的非對稱的Y分支結(jié)構(gòu)或者定向耦合器的結(jié)構(gòu)。

當前的模分復(fù)用技術(shù)方法基本上都是基于二維平面工藝的模式復(fù)用和解復(fù)用器，這些二維平面工藝的模分復(fù)用技術(shù)限制了器件的集成度，不足以滿足人們對于信息傳輸?shù)男枨蟆榱诉M一步擴充通信容量、提高集成度，人們提出了基于三維多層波導(dǎo)立體工藝的波導(dǎo)傳輸技術(shù)。通過三維多層波導(dǎo)集成結(jié)構(gòu)，突破傳統(tǒng)二維平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)限制，增加器件集成維度，提高器件集成度和靈活性，從而進一步提高系統(tǒng)通信容量。當前實現(xiàn)的三維模式復(fù)用技術(shù)需通過模式旋轉(zhuǎn)器來完成對三維模式復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用，該實現(xiàn)方法增加了器件體積及工藝復(fù)雜程度，需進一步優(yōu)化使用。

本實用新型提出一種三維多層波導(dǎo)模式復(fù)用器和解復(fù)用器。通過對傳統(tǒng)二維平面波導(dǎo)模式復(fù)用和解復(fù)用器進行改進，結(jié)構(gòu)上區(qū)別于傳統(tǒng)的二維平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了在三維空間中搭建立體多層波導(dǎo)模式復(fù)用和解復(fù)用器，通過上下兩層波導(dǎo)的任意一側(cè)邊界對齊，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)方面的創(chuàng)新，并可實現(xiàn)模式直接耦合，克服傳統(tǒng)三維器件無法直接耦合的缺陷，從而達到拓寬通信容量、滿足人們?nèi)找嬖鲩L的大通信容量的需求。

實用新型內(nèi)容

本實用新型目的在于提供一種立體硅基模式復(fù)用器與解復(fù)用器，本實用新型增加器件集成維度，提高器件集成度和靈活性，從而進一步提高系統(tǒng)通信容量，滿足人們對帶寬持續(xù)增長的需求，克服傳統(tǒng)三維器件無法直接耦合，需要添加額外器件的缺陷。

本實用新型采用如下技術(shù)方案：

本實用新型所述的一種立體硅基模式復(fù)用器與解復(fù)用器，包括：襯底層，在襯底層上設(shè)有下包層，在下包層上設(shè)有下層波導(dǎo)，在下層波導(dǎo)上鋪設(shè)有中間隔離層，在中間隔離層上設(shè)有上層波導(dǎo)，在上層波導(dǎo)上覆蓋有上覆蓋層，下層波導(dǎo)的任意一側(cè)邊界和上層波導(dǎo)的任意一側(cè)邊界對齊，且下層波導(dǎo)和上層波導(dǎo)的波導(dǎo)寬度中心錯位大于0小于5μm。

此三維多層波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，具有雙向?qū)ΨQ性；尺寸方面，下層波導(dǎo)4和上層波導(dǎo)3 高度相同，寬度不同。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點：

1.本實用新型突破傳統(tǒng)二維平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)立體硅基模式復(fù)用器與解復(fù)用器的結(jié)構(gòu)，增加器件集成維度，提高器件集成度和靈活性，從而進一步提高系統(tǒng)通信容量。