專利名稱：一種偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵，屬于平面光波導(dǎo)集成器件領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
陣列波導(dǎo)光柵是一種典型的集成型波分復(fù)用/解復(fù)用器件，傳統(tǒng)的陣列波導(dǎo)
光柵依次由輸入波導(dǎo)l、輸入平板波導(dǎo)2、陣列波導(dǎo)4、輸出平板波導(dǎo)6和輸出 波導(dǎo)8連接組成(見圖1)，復(fù)合光從輸入波導(dǎo)入射，進(jìn)入平板波導(dǎo)并發(fā)散傳輸， 然后耦合到波導(dǎo)陣列中的各條波導(dǎo)。相鄰陣列波導(dǎo)存在一定光程差，從而對(duì)各 波長(zhǎng)的光產(chǎn)生不同的位相差，實(shí)現(xiàn)光柵的色散功能。經(jīng)過(guò)輸出平板波導(dǎo)后，不 同波長(zhǎng)的光會(huì)聚于陣列波導(dǎo)光柵像面上的不同點(diǎn)，然后再耦合到對(duì)應(yīng)位置的輸 出波導(dǎo)，即可將不同波長(zhǎng)的光從不同輸出波導(dǎo)輸出，實(shí)現(xiàn)了不同波長(zhǎng)的光的分 離，這就是波分解復(fù)用的功能。反過(guò)來(lái)，就可以實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用功能。在陣列波 導(dǎo)光柵(AWG)的實(shí)際應(yīng)用中，如何消除其偏振相關(guān)性，從而使之偏振不敏感是 一個(gè)非常重要的研究課題。對(duì)于傳統(tǒng)的大尺寸陣列波導(dǎo)光柵，已經(jīng)有多種偏振 補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)偏振不敏感特性。
近年來(lái)，硅納米線光波導(dǎo)以其超緊湊結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)逐漸受到人們重視。和傳 統(tǒng)陣列波導(dǎo)光柵不同的是，硅納米線陣列波導(dǎo)光柵的通道間隔、中心波長(zhǎng)均對(duì) 偏振極為敏感。而傳統(tǒng)的偏振補(bǔ)償技術(shù)往往僅能消除中心波長(zhǎng)的偏振相關(guān)性， 并不適用于硅納米線陣列波導(dǎo)光柵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種偏振不敏感的陣列波導(dǎo)光柵。
本發(fā)明的偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵包括輸入波導(dǎo)、輸入平板波導(dǎo)，兩組參 數(shù)相互獨(dú)立陣列波導(dǎo)，輸出平板波導(dǎo)以及輸出波導(dǎo)，輸入平板波導(dǎo)中具有偏振 分束器，輸出平板波導(dǎo)中具有偏振合束器，第一組陣列波導(dǎo)和第二組陣列波導(dǎo) 的一端分別通過(guò)輸入平板波導(dǎo)與輸入波導(dǎo)相連，第一組陣列波導(dǎo)和第二組陣列 波導(dǎo)的另一端分別通過(guò)輸出平板波導(dǎo)與輸出波導(dǎo)相連。
上述的兩組陣列波導(dǎo)的參數(shù)包括波導(dǎo)寬度、長(zhǎng)度、條數(shù)、末端間距等。第 一組陣列波導(dǎo)和第二組陣列波導(dǎo)的參數(shù)相互獨(dú)立選取。第一組陣列波導(dǎo)和第二 組陣列波導(dǎo)中的參數(shù)滿足使兩組陣列波導(dǎo)的中心通道波長(zhǎng)相等和通道間隔相等 的條件。通常使第一組陣列波導(dǎo)和第二組陣列波導(dǎo)中的相鄰波導(dǎo)的長(zhǎng)度差與末 端間距滿足使兩個(gè)偏振的中心通道波長(zhǎng)、通道間隔均相等的條件。上述的偏振分束器可以是布拉格光柵結(jié)構(gòu)或光子晶體結(jié)構(gòu)。偏振合束器也 可以是布拉格光柵結(jié)構(gòu)或光子晶體結(jié)構(gòu)。
其工作過(guò)程為復(fù)合光從輸入波導(dǎo)入射，進(jìn)入平板波導(dǎo)并發(fā)散傳輸，到達(dá) 偏振分束器后，分成兩路(1)其中一個(gè)偏振光被反射進(jìn)入第一組陣列波導(dǎo)， 然后在輸出平板波導(dǎo)傳輸一段距離，并到達(dá)偏振合束器，再次被反射，聚焦之 后被相應(yīng)的輸出波導(dǎo)接收；(2)另一個(gè)偏振光被透射進(jìn)入第二組陣列波導(dǎo)，然 后在輸出平板波導(dǎo)傳輸一段距離，并到達(dá)偏振合束器，再次透射傳輸，聚焦之 后被相應(yīng)的輸出波導(dǎo)接收。
本發(fā)明有益的效果是
由于采用了兩組參數(shù)相互獨(dú)立的陣列波導(dǎo)，可分別針對(duì)橫電模(TE)、橫磁模
(TM)獨(dú)立選取陣列波導(dǎo)的參數(shù)，從而同時(shí)消除通道間隔、中心通道波長(zhǎng)的偏振
相關(guān)性。克服了傳統(tǒng)偏振補(bǔ)償技術(shù)不能消除通道間隔偏振敏感的局限性。本發(fā) 明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)方便，且未引入額外的復(fù)雜工藝，僅需制作陣列波導(dǎo)光柵的 標(biāo)準(zhǔn)工藝。


圖l是傳統(tǒng)陣列波導(dǎo)光柵的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵的結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D2，本發(fā)明的偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵，包括輸入波導(dǎo)l、輸入平板 波導(dǎo)2，兩組參數(shù)相互獨(dú)立的陣列波導(dǎo)4、 5,輸出平板波導(dǎo)6以及輸出波導(dǎo)8， 輸入平板波導(dǎo)2中具有偏振分束器3，輸出平板波導(dǎo)6中具有偏振合束器7，第 一組陣列波導(dǎo)4和第二組陣列波導(dǎo)5的一端分別通過(guò)輸入平板波導(dǎo)2與輸入波 導(dǎo)1相連，第一組陣列波導(dǎo)4和第二組陣列波導(dǎo)5的另一端分別通過(guò)輸出平板 波導(dǎo)6與輸出波導(dǎo)8相連。
下面給出一個(gè)具體實(shí)施例。
此例中，偏振分束器和偏振合束器分別采用光子晶體結(jié)構(gòu)。平板波導(dǎo)長(zhǎng)度 LFPR=30.0|im，厚度為300nm，輸出波導(dǎo)間距4^1.832^im，光波導(dǎo)的芯層、下包 層、上包層的折射率分別為3.455、 1.46、 1.0。
第一組陣列波導(dǎo)參數(shù)為陣列波導(dǎo)總數(shù)iVwe=34，陣列波導(dǎo)末端間隔 《=1.0|im。陣列波導(dǎo)寬度w^500nm、相鄰波導(dǎo)長(zhǎng)度差A(yù)L-11.376,。
第二組陣列波導(dǎo)參數(shù)為陣列波導(dǎo)總數(shù)Wwc=34,陣列波導(dǎo)末端間隔《= 1.024 pm，陣列波導(dǎo)寬度w^500nm，相鄰波導(dǎo)長(zhǎng)度差A(yù)Z-16.70 pm。兩組陣列波導(dǎo)的中心通道波長(zhǎng)均為1555.75nm、通道間隔均為4nm，實(shí)現(xiàn)了 偏振不敏感的陣列波導(dǎo)光柵。
其工作過(guò)程為復(fù)合光從輸入波導(dǎo)1入射，進(jìn)入平板波導(dǎo)2并發(fā)散傳輸， 到達(dá)偏振分束器3后，分成兩路(1)其中一個(gè)偏振被反射進(jìn)入陣列波導(dǎo)5，然
后在輸出平板波導(dǎo)6傳輸一段距離，并到達(dá)偏振合束器7，再次被反射，聚焦之 后被相應(yīng)的輸出波導(dǎo)8接收；(2)另一個(gè)偏振被透射進(jìn)入陣列波導(dǎo)4，然后在輸 出平板波導(dǎo)6傳輸一段距離，并到達(dá)偏振合束器7，再次透射傳輸，聚焦之后被 相應(yīng)的輸出波導(dǎo)8接收。
上述實(shí)施例用來(lái)解釋說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的 精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā) 明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵，其特征在于包括輸入波導(dǎo)(1)、輸入平板波導(dǎo)(2)，兩組參數(shù)相互獨(dú)立的陣列波導(dǎo)(4)、(5)，輸出平板波導(dǎo)(6)以及輸出波導(dǎo)(8)，輸入平板波導(dǎo)(2)中具有偏振分束器(3)，輸出平板波導(dǎo)(6)中具有偏振合束器(7)，第一組陣列波導(dǎo)(4)和第二組陣列波導(dǎo)(5)的一端分別通過(guò)輸入平板波導(dǎo)(2)與輸入波導(dǎo)(1)相連，第一組陣列波導(dǎo)(4)和第二組陣列波導(dǎo)(5)的另一端分別通過(guò)輸出平板波導(dǎo)(6)與輸出波導(dǎo)(8)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵，其特征是所說(shuō)的陣列 波導(dǎo)(4)、 (5)的參數(shù)包括波導(dǎo)寬度、長(zhǎng)度、條數(shù)、末端間距。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵，其特征是第一組陣列 波導(dǎo)(4)和第二組陣列波導(dǎo)(5)的參數(shù)滿足使兩組陣列波導(dǎo)的中心通道波長(zhǎng)相等和 通道間隔相等的條件。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵，其特征是偏振分束器 (3)為布拉格光柵結(jié)構(gòu)或光子晶體結(jié)構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵，其特征是偏振合束器 (7)為布拉格光柵結(jié)構(gòu)或光子晶體結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開的偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵包括輸入波導(dǎo)、輸入平板波導(dǎo)，兩組參數(shù)相互獨(dú)立陣列波導(dǎo)，輸出平板波導(dǎo)以及輸出波導(dǎo)，輸入平板波導(dǎo)中具有偏振分束器，輸出平板波導(dǎo)中具有偏振合束器，第一組陣列波導(dǎo)和第二組陣列波導(dǎo)的一端分別通過(guò)輸入平板波導(dǎo)與輸入波導(dǎo)相連，第一組陣列波導(dǎo)和第二組陣列波導(dǎo)的另一端分別通過(guò)輸出平板波導(dǎo)與輸出波導(dǎo)相連。本發(fā)明由于采用了兩組參數(shù)相互獨(dú)立的陣列波導(dǎo)，可分別針對(duì)橫電模、橫磁模獨(dú)立選取陣列波導(dǎo)的參數(shù)，從而同時(shí)消除通道間隔、中心通道波長(zhǎng)的偏振相關(guān)性?？朔藗鹘y(tǒng)偏振補(bǔ)償技術(shù)不能消除通道間隔偏振敏感的局限性。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)方便，且未引入額外的復(fù)雜工藝，僅需制作陣列波導(dǎo)光柵的標(biāo)準(zhǔn)工藝。
文檔編號(hào)G02B6/34GK101216579SQ20081005904
公開日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2008年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月7日
發(fā)明者戴道鋅 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)