[發明專利]一種淺刻蝕多模干涉耦合的多通道平頂型波分復用接收器

有效

• 申請號: 202210054062.5
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114637072B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 戴道鋅;賀江豪;劉大建;朱明愚
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12;G02B6/122
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種淺刻蝕多模干涉耦合的多通道平頂型波分復用接收器。輸入波導一端和錐形輸入波導較窄的一端相連，錐形輸入波導較寬的一端和淺刻蝕多模干涉耦合器結構的輸入端相連，由輸入波導和錐形輸入波導構成光波收集單元；各條錐形輸出波導較寬的一端和淺刻蝕多模干涉耦合器結構的輸出端相連，錐形輸出波導較窄的一端與各自的輸出波導一端相連，由淺刻蝕多模干涉耦合器結構和各條多模的錐形輸出波導成解復用單元；各條輸出波導另一端與n個相同的探測器相連，由各條輸出波導和n個探測器構成光波探測單元。本發明實現了低插損、低串擾且各通道均有平頂響應的多通道波分復用接收器，具有與CMOS工藝兼容、工藝簡單，結構簡單、大容差等優點。

技術領域

本發明屬于光通信領域的一種接收器，具體涉及一種淺刻蝕多模干涉耦合的多通道平頂型波分復用接收器。

背景技術

在過去的幾十年里，對高速大容量的光互連需求日益增長。其中，波分復用(WDM)技術是提高數據通信鏈路容量最常用的復用技術之一。WDM技術是將一系列載有信息、但波長不同的光信號合成一束，再沿著單根光纖傳輸；在接收端將各個不同波長的光信號分開的通信技術。一般WDM技術包括通道間隔小(比如：0.8nm)的密集波分復用(Dense WDM，DWDM)和通道間隔較大(比如：20nm)的稀疏波分復用(Coarse WDM，CWDM)。

目前實際應用的波分復用-解復用器多是由分離式元件耦合而成的，具有尺寸大、難封裝和成本高等缺點，遠不能滿足未來光通信器件的發展需求。基于平面光波導的波分復用-解復用器因其集成小型化、低能耗和低成本等特點而備受關注。在各個方案中，基于硅基結構的多模干涉原理復用器及解復用器憑借其工藝容差性大，易于加工并且與CMOS工藝兼容等優點受到了廣泛的關注和研究，是未來硅光集成中波分解復用器件的發展趨勢。

目前設計基于多模干涉理論實現的波分解復用器件雖然保證器件的較低損耗以及較大的工藝容差，但輸出頻譜響應為高斯響應，頻譜滾降度較小，BW1dB/BW20dB，(這里BW1dB和BW20dB分別表示頻譜的1dB帶寬和20dB帶寬)比值較小，一旦中心波長發生漂移，勢必會在實際應用過程中造成輸出信號的衰減和變形。因此，為了保證通信系統優越的整體性能，波分解復用器需要在滿足低插損和低串擾的同時，還應保證整體器件的平頂響應。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發明提出了一種淺刻蝕多模干涉耦合的多通道平頂型波分復用接收器。

本發明采用的技術方案是：

本發明包括輸入波導、錐形輸入波導、淺刻蝕多模干涉耦合器結構、n條錐形輸出波導a₁-a_n和n條輸出波導b₁-b_n；所述的輸入波導一端和錐形輸入波導較窄的一端相連，錐形輸入波導較寬的一端和淺刻蝕多模干涉耦合器結構的輸入端相連，由輸入波導和錐形輸入波導構成光波收集單元；各條錐形輸出波導a₁-a_n較寬的一端和淺刻蝕多模干涉耦合器結構輸出端相連，所述的錐形輸出波導a₁-a_n較窄的一端與各自的輸出波導b₁-b_n一端相連，由淺刻蝕多模干涉耦合器結構和各條錐形輸出波導a₁-a_n成解復用單元；各條輸出波導b₁-b_n另一端與n個相同的探測器相連，由各條輸出波導b₁-b_n和n個探測器構成光波探測單元。

所述的輸入波導、錐形輸入波導、淺刻蝕多模干涉耦合器結構、錐形輸出波導a₁-a_n和輸出波導b₁-b_n均包括硅基襯底、掩埋氧化層、硅基結構層和上包層，其中掩埋氧化層生長于硅基襯底的上表面，上包層覆蓋掩埋氧化層的上表面，硅基結構層水平生長于掩埋氧化層的上表面，掩埋氧化層上面和硅基結構層周圍均設置上包層進行包覆。