[發明專利]一種馬赫曾德爾干涉儀及多通道粗波分復用器

在審

• 申請號: 202110010443.9
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112817091A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 趙至尊;楊林
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G02B6/293
• 分類號: G02B6/293
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王文思

本公開提供的一種馬赫曾德爾干涉儀，包括：兩根輸入波導，用于輸入寬光譜光信號；第一多模干涉耦合器，用于將寬光譜光信號分為兩個分量光束；兩根相移波導，用于使兩個分量光束分別在兩根相移波導中傳播，并產生特定的相位差；第二多模干涉耦合器，用于使產生特定相位差的兩個分量光束發生干涉，各產生至少一個指定波長的光信號；兩根輸出波導，用于將兩個分量光束各自產生的至少一個指定波長的信號光分別輸出。基于所述干涉儀，本公開還提供了一種多通道粗波分復用器，相比于傳統使用定向耦合器作為分光器的級聯馬赫曾德爾干涉儀波分復用器，多模干涉耦合器作為分光器對波長不敏感，分光比穩定，可有效降低輸出信號的串擾。

技術領域

本公開涉及光纖通信與集成光學技術領域，尤其涉及一種基于多模干涉耦合器馬赫曾德爾干涉儀及多通道粗波分復用器。

背景技術

隨著網絡和通訊技術的發展，人們對于信息量的需求成爆炸式增長。傳統的電通信已經無法滿足人們的需求，光通信正在引領通信領域的潮流。波分復用(WDM，Wavelength-Division Multiplexing)技術是光通信系統中的關鍵技術，是當前提升光網絡通信容量的核心技術之一。其中，信道間隔20nm的粗波分復用技術，被廣泛應用于各種短距離互聯。

基于級聯馬赫曾德爾干涉儀(Mach-Zehnder interferometer，MZI)結構的濾波器是一種常見的波分復用器。相較于陣列波導光柵(Arrayed Waveguide Grating，AWG)、波導布拉格光柵(Waveguide Bragg Grating)等，級聯馬赫曾德爾干涉儀具有串擾與損耗較低、器件尺寸較小等優點。但是，傳統的級聯馬赫曾德爾干涉儀采用定向耦合器(DirectionalCoupler)作為分光器，具有較強的波長敏感性，制約了器件的性能。同時，級聯馬赫曾德爾干涉儀所需工藝精度高，工藝容差低，這使得傳統的級聯馬赫曾德爾干涉儀結構難以達到理想性能，無法實際應用。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提供了一種基于多模干涉耦合器馬赫曾德爾干涉儀及多通道粗波分復用器，以解決上述技術問題。

本公開的一個方面提供了一種馬赫曾德爾干涉儀，包括：兩根輸入波導，用于輸入寬光譜光信號；第一多模干涉耦合器，用于將所述寬光譜光信號分為兩個分量光束；兩根相移波導，用于使所述兩個分量光束分別在所述兩根相移波導中傳播，并產生特定的相位差；第二多模干涉耦合器，用于使產生特定相位差的所述兩個分量光束發生干涉，各產生至少一個指定波長的光信號；兩根輸出波導，用于將所述兩個分量光束各自產生的至少一個指定波長的信號光分別輸出。

可選地，所述輸入波導與所述第一多模干涉耦合器之間、所述第一多模干涉耦合器與所述相移波導之間、所述相移波導與所述第二多模干涉耦合器之間、所述第二多模干涉耦合器與所述輸出波導之間均通過錐形波導連接。

可選地，所述錐形波導的窄端與對應連接的波導寬度相同。

可選地，所述相移波導包括：第一彎曲波導，第一錐形波導，第一直波導，第二錐形波導，第二彎曲波導，第三錐形波導，第二直波導，第四錐形波導，第三彎曲波導，各波導依次首尾相連。

可選地，所述第一直波導、第二直波導的寬度寬于所述第一彎曲波導、第二彎曲波導和第三彎曲波導，所述第一錐形波導、第二錐形波導、第三錐形波導、第四錐形波導的兩端寬度均與所連波導的寬度相同。

可選地，所述兩根相移波導的各彎曲波導的曲率半徑和長度均相同，各錐形波導的長度均相同，各直波導的長度不同。

可選地，所述干涉儀中的各波導均為條形波導或脊形波導。

可選地，所述第一多模干涉耦合器和所述第二多模干涉耦合器的分光比均為50：50。

可選地，所述干涉儀的制備材料至少包括鈮酸鋰、硅、二氧化硅、磷化銦或砷化鎵。