[發(fā)明專利]一種基于雙層結(jié)構(gòu)的偏振不敏感波導(dǎo)光柵濾波器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110368231.8
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113075766B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余輝;王肖飛;江曉清;楊建義
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G02B6/124
• 分類號: G02B6/124;G02B6/12;G02F1/01
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

1.一種基于雙層結(jié)構(gòu)的偏振不敏感波導(dǎo)光柵濾波器，其特征在于，包括偏振不敏感濾波器單元，所述偏振不敏感濾波器單元中包括硅波導(dǎo)切趾光柵層和氮化硅波導(dǎo)切趾光柵層，其中由硅波導(dǎo)切趾光柵針對TE信號進(jìn)行濾波，由氮化硅波導(dǎo)切趾光柵針對TM信號進(jìn)行濾波；

所述的偏振不敏感濾波器單元采用多模波導(dǎo)型濾波器，所述的波導(dǎo)光柵濾波器包括輸入單模波導(dǎo)(1)、雙偏振模式(解)復(fù)用器(2)、輸入漸變波導(dǎo)(3)、多模波導(dǎo)型濾波器(4)、金屬電極(5)、輸出漸變波導(dǎo)(6)、輸出單模波導(dǎo)(7)、彎曲波導(dǎo)(8)；其中輸入單模波導(dǎo)(1)輸出端與雙偏振模式(解)復(fù)用器(2)輸入端相連接，雙偏振模式(解)復(fù)用器(2)輸出端與輸入漸變波導(dǎo)(3)窄端相連接，輸入漸變波導(dǎo)(3)寬端與多模波導(dǎo)型濾波器(4)輸入端相連接，多模波導(dǎo)型濾波器(4)輸出端與輸出漸變波導(dǎo)(6)寬端相連接，輸出漸變波導(dǎo)(6)窄端與輸出單模波導(dǎo)(7)相連接，彎曲波導(dǎo)(8)一端與雙偏振模式(解)復(fù)用器(2)下載端相連接，金屬電極(5)覆蓋在多模波導(dǎo)型濾波器(4)上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙層結(jié)構(gòu)的偏振不敏感波導(dǎo)光柵濾波器，其特征在于，所述的多模波導(dǎo)型濾波器(4)包括左多模波導(dǎo)(15)、右多模波導(dǎo)(16)、多模硅波導(dǎo)切趾光柵(17)、多模氮化硅切趾光柵(18)，所述左多模波導(dǎo)(15)、右多模波導(dǎo)(16)為同一多模波導(dǎo)的左、右兩端或者為兩段分立的多模波導(dǎo)但通過多模硅波導(dǎo)切趾光柵(17)連通；

其中，所述的多模硅波導(dǎo)切趾光柵(17)滿足如下條件：

針對TE信號，能使?jié)M足相位匹配條件(n_e0+n_em)/2＝λ/Λ_e的TE₀和TE_m發(fā)生耦合，使得經(jīng)輸入單模波導(dǎo)(1)入射零階模式TE₀反向耦合為第m階模式TE_m，然后經(jīng)過雙偏振模式(解)復(fù)用器(2)轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶A模式TE₀，最后經(jīng)彎曲波導(dǎo)(8)輸出；式中：n_e0為TE零階模式有效折射率，n_em為TE第m階模式有效折射率,λ為諧振波長，Λ_e為硅波導(dǎo)切趾光柵的光柵齒周期；

所述的多模氮化硅切趾光柵(18)滿足如下條件：

針對TM信號，能使?jié)M足相位匹配條件(n_m0+n_mn)/2＝λ/Λ_m的TM₀和TM_n發(fā)生耦合，使得經(jīng)輸入單模波導(dǎo)(1)入射零階模式TM₀反向耦合為第n階模式TM_n，然后經(jīng)過雙偏振模式(解)復(fù)用器(2)轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶A模式TM₀，最后經(jīng)彎曲波導(dǎo)(8)輸出；式中：n_m0為TM零階模式有效折射率，n_mn為TM的第n階模式的有效折射率，λ為諧振波長，Λ_m為氮化硅波導(dǎo)切趾光柵的光柵齒周期。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于雙層結(jié)構(gòu)的偏振不敏感波導(dǎo)光柵濾波器，其特征在于，所述的左多模波導(dǎo)(15)、右多模波導(dǎo)(16)為同一多模波導(dǎo)的左、右兩端，當(dāng)從頂層向下俯視多模波導(dǎo)型濾波器(4)，所述多模硅波導(dǎo)切趾光柵(17)、多模氮化硅切趾光柵(18)均對稱分布于所述多模波導(dǎo)的兩側(cè)；在多模波導(dǎo)型濾波器(4)的縱向截面上，多模硅波導(dǎo)切趾光柵(17)、多模氮化硅切趾光柵(18)位于直接相鄰的兩層或中間隔有SiO₂層。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于雙層結(jié)構(gòu)的偏振不敏感波導(dǎo)光柵濾波器，其特征在于，所述的左多模波導(dǎo)(15)、右多模波導(dǎo)(16)為兩段分立的多模波導(dǎo)，二者通過多模硅波導(dǎo)切趾光柵(17)連通；當(dāng)從頂層向下俯視多模波導(dǎo)型濾波器(4)，多模氮化硅切趾光柵(18)不覆蓋、部分覆蓋或完全覆蓋多模硅波導(dǎo)切趾光柵(17)的光柵齒；在多模波導(dǎo)型濾波器(4)的縱向截面上，多模硅波導(dǎo)切趾光柵(17)、多模氮化硅切趾光柵(18)位于直接相鄰的兩層或中間隔有SiO₂層。