專利名稱：全內(nèi)反射型陣列波導(dǎo)光柵器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種波分復(fù)用器件，特別是一種陣列波導(dǎo)光柵器件。
陣列波導(dǎo)光柵(AWG)器件是一種無源光波導(dǎo)器件，它除了具有復(fù)用和解復(fù)用的基本功能外，還能和其它器件構(gòu)成波長路由器、光分插復(fù)用器、多波長光源、多波長接收器、光譜分析儀等等，在光纖通信和波分復(fù)用系統(tǒng)中起著重要的作用，制作AWG器件的常用材料有二氧化硅SiO2、絕緣體上的硅SOI(Silicon-on-Insulator)、磷化銦、有機聚合物等。SOI材料是一種非常實用的材料，它的制作工藝與微電子工藝兼容，材料成本低，具有廣泛的應(yīng)用前景。目前，采用SOI材料的AWG器件，一般為弱限制器件，由于波導(dǎo)曲率半徑較大，結(jié)構(gòu)不緊湊，使整個器件尺寸較大，如1×4路的AWG器件，一般在30毫米×30毫米量級；彎曲波導(dǎo)部分較長，產(chǎn)生的附加損耗較大；TE、TM模偏振補償?shù)男Ч患选?br> 本實用新型的目的是提供一種采用SOI材料的結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小，TE、TM模偏振不敏感的全內(nèi)反射型陣列波導(dǎo)光柵器件。
本實用新型的目的是通過下述措施實現(xiàn)的包含輸入波導(dǎo)、輸入平板波導(dǎo)、輸出平板波導(dǎo)、輸出波導(dǎo)，特征是在輸入平板波導(dǎo)和輸出平板波導(dǎo)之間依次設(shè)置弧形過渡連接波導(dǎo)、陣列直波導(dǎo)、全內(nèi)反射波導(dǎo)、陣列直波導(dǎo)、弧形過渡連接波導(dǎo)，并依次連接，弧形過渡連接波導(dǎo)與輸入平板波導(dǎo)連接，另一弧形過渡連接波導(dǎo)與輸出平板波導(dǎo)連接，前面的弧形過渡連接波導(dǎo)、直波導(dǎo)，與后面的直波導(dǎo)、弧形過渡連接波導(dǎo)成軸對稱，輸入波導(dǎo)與輸出波導(dǎo)的軸線相互垂直。
所述2個陣列直波導(dǎo)通過全內(nèi)反射波導(dǎo)的連接，從外側(cè)陣列波導(dǎo)到內(nèi)側(cè)陣列波導(dǎo)構(gòu)成的夾角，依次增大，最中間一對直波導(dǎo)相互垂直。所述全內(nèi)反射波導(dǎo)是采用濕法腐蝕反射凹槽來實現(xiàn)，靠波導(dǎo)側(cè)的全內(nèi)反射鏡面。
本實用新型由于在輸入輸出平板波導(dǎo)之間采用了全內(nèi)反射波導(dǎo)，并利用全內(nèi)反射時TE、TM模產(chǎn)生的相位變化不同，進行TE、TM模偏振補償，使整個器件結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸大大減小，如1×4路的AWG器件，只有12毫米×12毫米；彎曲波導(dǎo)長度短，附加傳輸損耗?。籘E、TM模產(chǎn)生的偏振偏差可小于0.01納米。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是
圖1的一個全內(nèi)反射波導(dǎo)的放大示意圖。
參照
圖1、圖2，以二氧化硅上的硅結(jié)構(gòu)波導(dǎo)材料即空氣/Si/SiO2制作1×4路的AWG器件為例。絕緣體二氧化硅作為下限制層，上面是一層厚為7微米的硅，采用羅蘭圓原理制作出1路輸入波導(dǎo)1、4路輸出波導(dǎo)9、輸入平板波導(dǎo)2、輸出平板波導(dǎo)8、弧形過渡連接波導(dǎo)3、7、25路陣列直波導(dǎo)4、6，波導(dǎo)寬為5微米，刻蝕脊高為3微米的大截面波導(dǎo)，入射光波中心波長為1555.8納米。輸入波導(dǎo)1與輸入平板波導(dǎo)2的輸入弧形端面垂直連通，4路輸出波導(dǎo)9與輸出平板波導(dǎo)8的輸出弧形端面也為垂直連通。輸入平板波導(dǎo)2的輸出弧形端面與弧形過渡連接波導(dǎo)3的連接處分別相垂直，輸出平板波導(dǎo)8的輸入弧形端面與弧形過渡連接波導(dǎo)7的連接處分別相垂直。弧形過渡連接波導(dǎo)3分別與一個直波導(dǎo)4相連接，其連接處相切；弧形過渡連接波導(dǎo)7分別與一個直波導(dǎo)相連接，其連接處相切。直波導(dǎo)4與直波導(dǎo)6之間通過全內(nèi)反射波導(dǎo)5按排列依次連接；以其25個連接點的連線為軸，弧形過渡連接波導(dǎo)3、直波導(dǎo)4與直波導(dǎo)6、弧形過渡連接波導(dǎo)7成軸對稱；直波導(dǎo)4與所述軸構(gòu)成25個交角，外側(cè)的交角小于其內(nèi)側(cè)的交角，第13個交角是45°。在每對直波導(dǎo)4、6連接處中心的外側(cè)刻蝕全內(nèi)反射鏡凹槽10。
權(quán)利要求1.一種全內(nèi)反射型陣列波導(dǎo)光柵器件，包含輸入波導(dǎo)[1]、輸入平板波導(dǎo)[2]、輸出平板波導(dǎo)[8]、輸出波導(dǎo)[9]，其特征在于在輸入平板波導(dǎo)[2]和輸出平板波導(dǎo)[8]之間依次設(shè)置弧形過渡連接波導(dǎo)[3]、陣列直波導(dǎo)[4]、全內(nèi)反射波導(dǎo)[5]、陣列直波導(dǎo)[6]、弧形過渡連接波導(dǎo)[7]，并依次連接，弧形過渡連接波導(dǎo)[3]與輸入平板波導(dǎo)[2]連接，弧形過渡連接波導(dǎo)[7]與輸出平板波導(dǎo)[8]連接，所述弧形過渡連接波導(dǎo)[3]、陣列直波導(dǎo)[4]，與陣列直波導(dǎo)[6]、弧形過渡連接波導(dǎo)[7]成軸對稱，輸入波導(dǎo)[1]與輸出波導(dǎo)[9]的軸線相互垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全內(nèi)反射型陣列波導(dǎo)光柵器件，其特征在于所述陣列直波導(dǎo)[4、6]通過全內(nèi)反射波導(dǎo)的連接，從外側(cè)直波導(dǎo)[4、6]到內(nèi)側(cè)直波導(dǎo)[4、6]構(gòu)成依次增大的夾角，最中間一對直波導(dǎo)[4、6]相垂直。
專利摘要一種全內(nèi)反射型陣列波導(dǎo)光柵器件,包含輸入輸出波導(dǎo)、輸入輸出平板波導(dǎo),特點是在輸入輸出平板波導(dǎo)之間依次是弧形過渡連接波導(dǎo)、陣列直波導(dǎo)、全內(nèi)反射波導(dǎo)、陣列直波導(dǎo)、弧形過渡連接波導(dǎo),并依次連接,在每對直波導(dǎo)對應(yīng)連接處中心的外側(cè)是全內(nèi)反射鏡凹槽,弧形過渡連接波導(dǎo)、陣列直波導(dǎo),與另一陣列直波導(dǎo)、弧形過渡連接波導(dǎo)成軸對稱。本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小,TE、TM模偏振不敏感。
文檔編號G02B6/125GK2511985SQ01246400
公開日2002年9月18日 申請日期2001年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月7日
發(fā)明者江曉清, 王明華, 李柏陽, 李錫華, 周強 申請人:浙江大學(xué)