專利名稱：偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵技術(shù)領(lǐng)域木實(shí)用新型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。
技術(shù)背景陣列波導(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，從而對各 波長的光產(chǎn)生不同的位相差，實(shí)現(xiàn)光柵的色散功能。經(jīng)過輸出平板波導(dǎo)后，不 同波長的光會聚于陣列波導(dǎo)光柵像面上的不同點(diǎn)，然后再耦合到對應(yīng)位置的輸 出波導(dǎo)，即可將不同波長的光從不同輸出波導(dǎo)輸出，實(shí)現(xiàn)了不同波長的光的分 離，這就是波分解復(fù)用的功能。反過來，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 一個非常重要的研究課題。對于傳統(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，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、中心波長均對 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)容本實(shí)用新型的目的是提供一種偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵。 本實(shí)用新型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)的長度差與末端間距滿足使兩個偏振的中心通道波長、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。本實(shí)用新型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)，從而同時消除通道間隔、中心通道波長的偏振 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。本實(shí) 用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計方便，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； 圖2是本實(shí)用新型偏振不敏感陣列波導(dǎo)光柵的結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式
參照圖2，本實(shí)用新型的偏振不敏感的陣列波導(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的另一端分別通過輸 出平板波導(dǎo)6與輸出波導(dǎo)8相連。下面給出一個具體實(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)長度 ZFPR=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)iVWG=34，陣列波導(dǎo)末端間隔 6/g=1.0pm。陣列波導(dǎo)寬度^。=500腦、相鄰波導(dǎo)長度差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)A^(^34，陣列波導(dǎo)末端間隔^=1.024 jim，陣列波導(dǎo)寬度Wec^500nm，相鄰波導(dǎo)長度差A(yù)Z^ 16.70 pm。兩組陣列波導(dǎo)的中心通道波長均為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)施例用來解釋說明本實(shí)用新型，而不是對本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在 本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本實(shí)用新型作出的任何修改和 改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、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)的中心通道波長相等和 通道間隔相等的條件。
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)。
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，其特征是偏振合束器 (7)為布拉格光柵結(jié)構(gòu)或光子晶體結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型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)的另一端分別通過輸出平板波導(dǎo)與輸出波導(dǎo)相連。本實(shí)用新型由于采用了兩組參數(shù)相互獨(dú)立的陣列波導(dǎo)，可分別針對橫電模、橫磁模獨(dú)立選取陣列波導(dǎo)的參數(shù)，從而同時消除通道間隔、中心通道波長的偏振相關(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。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計方便，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G02B6/02GK201159783SQ20082008192
公開日2008年12月3日 申請日期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 申請人:浙江大學(xué)