專利名稱：一種偏振不敏感的陣列波導光柵的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種偏振不敏感的陣列波導光柵，屬于平面光波導集成器 件領域。
背景技術：
波分復用/解復用是一種關鍵的現(xiàn)代光通信技術，實現(xiàn)的功能是將不同波 長的光混合成復合光或將復合光中所包含的各波長的光分離出來。實現(xiàn)這種功 能的器件就是波分復用/解復用器件。陣列波導光柵是一種典型的集成型波分復 用/解復用器件，傳統(tǒng)的陣列波導光柵依次由輸入波導l、輸入平板波導4、陣列
波導3、輸出平板波導5和輸出波導2連接組成(見圖1)，復合光從輸入波導 入射，進入平板波導并發(fā)散傳輸，然后耦合到波導陣列中的各條波導。相鄰陣 列波導存在一定光程差，從而對各波長的光產生不同的位相差，實現(xiàn)光柵的色 散功能。經過輸出平板波導后，不同波長的光會聚于陣列波導光柵像面6上的 不同點，然后再耦合到對應位置的輸出波導，即可將不同波長的光從不同輸出 波導輸出，實現(xiàn)了不同波長的光的分離，這就是波分解復用的功能。反過來， 就可以實現(xiàn)波分復用功能。在陣列波導光柵(AWG)的實際應用中，如何消除其 偏振相關性，從而使之偏振不敏感是一個非常重要的研究課題。
對于傳統(tǒng)的大尺寸陣列波導光柵，已經有多種偏振補償技術實現(xiàn)偏振不敏 感特性。近年來，硅納米線光波導以其超緊湊結構的特點逐漸受到人們重視。 和傳統(tǒng)陣列波導光柵不同的是，硅納米線陣列波導光柵的通道間隔、中心波長 均對偏振極為敏感。而傳統(tǒng)的偏振補償技術往往僅能消除中心波長的偏振相關 性，并不適用于硅納米線陣列波導光柵。 發(fā)明內容
本實用新型的目的是提供一種偏振不敏感的陣列波導光柵。 本實用新型的偏振不敏感的陣列波導光柵包括輸入波導、輸出波導、平板 波導和數(shù)條陣列波導，輸入波導和輸出波導位于平板波導同一側，并與平板波 導相連，平板波導的另一側與各條陣列波導的一端相連，相鄰陣列波導存在光 程差ALi，各條陣列波導的另一端依次連接偏振分束器和反射鏡，偏振分束器 和反射鏡之間有連接波導，相鄰連接波導存在光程差AL2。
上述的偏振分束器可以是布拉格光柵結構或光子晶體結構。反射鏡可以采 用布拉格光柵結構或光子晶體結構。本實用新型中，連接波導的參數(shù)滿足使兩個偏振光的中心通道波長相等以 及通道間隔相等的條件。所說的連接波導參數(shù)包括波導寬度、長度、折射率等。
偏振不敏感的陣列波導光柵的工作過程為復合光從輸入波導入射，進入 平板波導并發(fā)散傳輸，然后耦合到陣列波導。各陣列波導中的光信號經由陣列 波導到達偏振分束器后，其中一個偏振分量被偏振分束器反射而沿陣列波導原 路返回，另一個偏振分量透過偏振分束器，經過偏振分束器和反射鏡之間的連 接波導到達反射鏡，并被反射鏡反射經偏振分束器后沿陣列波導原路返回。在 此過程中，兩個偏振的光程不同，因而通過合理選擇連接波導和陣列波導的參 數(shù)可獲得偏振不敏感的陣列波導光柵。
本實用新型有益的效果是
本實用新型由于引入了偏振分束器、連接波導以及反射鏡，同時使相鄰陣 列波導存在光程差AL"連接波導存在光程差AL2，從而使兩個偏振光具有不同 的光程，通過調節(jié)參數(shù)，如連接波導的寬度和長度等，可同時消除通道間隔、 中心通道波長的偏振相關性?？朔藗鹘y(tǒng)偏振補償技術不能消除通道間隔偏振 敏感的局限性。本實用新型結構簡單，設計方便，且未引入額外的復雜工藝， 僅需制作陣列波導光柵的標準工藝。
圖l傳統(tǒng)陣列波導光柵結構示意圖2本實用新型的偏振不敏感的陣列波導光柵結構示意圖。
具體實施方式
參照圖2，本實用新型的偏振不敏感的陣列波導光柵，包括輸入波導l、輸 出波導2、平板波導4和數(shù)條陣列波導3，輸入波導1和輸出波導2位于平板波 導4同一側，并與平板波導4相連，平板波導4的另一側與各條陣列波導3的 一端相連，相鄰陣列波導存在光程差ALp各條陣列波導的另一端依次連接偏 振分束器10和反射鏡12，偏振分束器10和反射鏡12之間有連接波導11，相 鄰連接波導11存在光程差AL2。
下面給出一個具體實施例。
此例中，光波導的芯層、下包層、上包層的折射率分別為3.455、 1.46、 1.0。 陣列波導總數(shù)Mvc^34，平板波導長度ZFpf30.0(mi，平板波導厚度為300nm，陣 列波導末端間隔dfl.Oiim，輸出波導間距^rl.832iim。陣列波導的寬度 wa)=500nm、相鄰波導長度差肛=11.376pm。連接波導的寬度為0.567pm，長度為2.505)im。兩個偏振光的中心通道波長均為1555.75nm、通道間隔均為4nm，實
現(xiàn)了偏振不敏感的陣列波導光柵。
工作過程為復合光從輸入波導入射，進入平板波導并發(fā)散傳輸，然后耦 合到陣列波導。各陣列波導中的光信號經由陣列波導3到達偏振分束器后，其 中一個偏振分量被偏振分束器反射而沿陣列波導原路返回，另一個偏振分量透
過偏振分束器，經過偏振分束器10和反射鏡12之間的連接波導11到達反射鏡 12,并被反射鏡12反射經偏振分束器后沿陣列波導原路返回。然后經過平板波 導4聚焦之后被相應的輸出波導2接收。
權利要求1、 一種偏振不敏感的陣列波導光柵，其特征是包括輸入波導(1)、輸出波導(2)、平板波導(4)和數(shù)條陣列波導(3)，輸入波導(1)和輸出波導(2) 位于平板波導(4)同一側，并與平板波導(4)相連，平板波導(4)的另一側 與各條陣列波導(3)的一端相連，相鄰陣列波導存在光程差ALp各條陣列波 導的另一端依次連接偏振分束器(10)和反射鏡(12)，偏振分束器(10)和反 射鏡(12)之間有連接波導(ll)，相鄰連接波導(11)存在光程差AL2。
2、 根據(jù)權利要求1所述的偏振不敏感的陣列波導光柵，其特征是連接波導 (ll)的參數(shù)滿足使兩個偏振光的中心通道波長相等以及通道間隔相等的條件。
3、 根據(jù)權利要求2所述的偏振不敏感的陣列波導光柵，其特征是所說的連 接波導(ll)參數(shù)包括波導寬度、長度、折射率。
4、 根據(jù)權利要求1所述的偏振不敏感的陣列波導光柵，其特征是偏振分束 器(10)為布拉格光柵結構或光子晶體結構。
5、 根據(jù)權利要求1所述的偏振不敏感的陣列波導光柵，其特征是反射鏡(12) 為布拉格光柵結構或光子晶體結構。
專利摘要本實用新型公開的偏振不敏感的陣列波導光柵包括輸入波導、輸出波導、平板波導和數(shù)條陣列波導，輸入波導和輸出波導位于平板波導同一側，并與平板波導相連，平板波導的另一側與各條陣列波導的一端相連，相鄰陣列波導存在光程差ΔL<sub>1</sub>，各條陣列波導的另一端依次連接偏振分束器和反射鏡，偏振分束器和反射鏡之間有連接波導，相鄰連接波導存在光程差ΔL<sub>2</sub>。由于引入了偏振分束器、連接波導以及反射鏡，從而使兩個偏振光具有不同的光程，通過調節(jié)參數(shù)，可同時消除通道間隔、中心通道波長的偏振相關性，克服了傳統(tǒng)偏振補償技術的局限性。本實用新型結構簡單，設計方便，且未引入額外的復雜工藝，僅需制作陣列波導光柵的標準工藝。
文檔編號G02B6/02GK201156093SQ20082008192
公開日2008年11月26日 申請日期2008年1月7日 優(yōu)先權日2008年1月7日
發(fā)明者戴道鋅 申請人:浙江大學