平面光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)和制作方法及平面光波導(dǎo)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光纖通信領(lǐng)域，更為具體的說，涉及一種平面光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)和制作方 法及平面光波導(dǎo)。
【背景技術(shù)】
[0002] 平面光波導(dǎo)是未來集成光路的基礎(chǔ)性部件，是光纖通信系統(tǒng)中的必要組成部分。 平面光波導(dǎo)能將光波束縛在光波長量級(jí)尺寸的平面介質(zhì)波導(dǎo)中，穩(wěn)定而無輻射的傳輸。其 中，部分平面光波導(dǎo)是采用MZI(Mach_Zehnder interferometer，馬赫曾德干涉儀）的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)組成的，在對這些平面光波導(dǎo)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，耗時(shí)較長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種平面光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)和制作方法及平面光波導(dǎo)，在設(shè) 計(jì)過程中首先建立平面光波導(dǎo)的理論模型，而后根據(jù)理論模型計(jì)算出其MZI結(jié)構(gòu)中兩個(gè)耦 合器的相位因子和相位延遲結(jié)構(gòu)的相位差，進(jìn)而模擬滿足上述參數(shù)的MZI結(jié)構(gòu)中兩個(gè)耦合 器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和相位延遲結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，縮短了設(shè)計(jì)和制作時(shí)間，提高了效率。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：
[0005] 一種平面光波導(dǎo)的制作方法，所述平面光波導(dǎo)包括級(jí)聯(lián)的第一級(jí)MZI結(jié)構(gòu)至第N 級(jí)MZI結(jié)構(gòu)，任一級(jí)MZI結(jié)構(gòu)包括用于分光的第一耦合器、用于干涉光的第二耦合器和設(shè)置 于所述第一耦合器與第二耦合器之間的相位延遲結(jié)構(gòu)，N為不小于1的整數(shù)，其中，設(shè)計(jì)方 法包括：
[0006] 建立平面光波導(dǎo)的理論模型，并根據(jù)所述平面光波導(dǎo)的性能目標(biāo)計(jì)算出所述理論 模型中第i級(jí)MZI結(jié)構(gòu)的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因子和相位延遲結(jié)構(gòu) 的相位差；
[0007] 根據(jù)所述第i級(jí)MZI結(jié)構(gòu)的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因子和相 位延遲結(jié)構(gòu)的相位差，模擬所述第i級(jí)MZI結(jié)構(gòu)的第一耦合器與第二耦合器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和 相位延遲結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，i為不大于N的正整數(shù)。
[0008] 優(yōu)選的，采用Matlab軟件、MathType軟件、Matcom軟件或Scilab軟件，建立平面 光波導(dǎo)的理論模型，并根據(jù)所述平面光波導(dǎo)的性能目標(biāo)計(jì)算出所述理論模型中第i級(jí)MZI 結(jié)構(gòu)的第一親合器的相位因子、第二親合器的相位因子和相位延遲結(jié)構(gòu)的相位差。
[0009] 優(yōu)選的，根據(jù)所述第i級(jí)MZI結(jié)構(gòu)的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因 子和相位延遲結(jié)構(gòu)的相位差，采用Rsoft軟件模擬所述第i級(jí)MZI結(jié)構(gòu)的第一耦合器與第 二耦合器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和相位延遲結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
[0010] 優(yōu)選的，任意一級(jí)MZI結(jié)構(gòu)滿足：
[0011]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種平面光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述平面光波導(dǎo)包括級(jí)聯(lián)的第一級(jí)MZI 結(jié)構(gòu)至第N級(jí)MZI結(jié)構(gòu)，任一級(jí)MZI結(jié)構(gòu)包括用于分光的第一耦合器、用于干涉光的第二耦 合器和設(shè)置于所述第一耦合器與第二耦合器之間的相位延遲結(jié)構(gòu)，N為不小于1的整數(shù)，其 中，設(shè)計(jì)方法包括： 建立平面光波導(dǎo)的理論模型，并根據(jù)所述平面光波導(dǎo)的性能目標(biāo)計(jì)算出所述理論模型 中第i級(jí)MZI結(jié)構(gòu)的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因子和相位延遲結(jié)構(gòu)的相 位差； 根據(jù)所述第i級(jí)MZI結(jié)構(gòu)的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因子和相位延 遲結(jié)構(gòu)的相位差，模擬所述第i級(jí)MZI結(jié)構(gòu)的第一耦合器與第二耦合器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和相位 延遲結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，i為不大于N的正整數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，采用Matlab軟件、 MathType軟件、Matcom軟件或Scilab軟件，建立平面光波導(dǎo)的理論模型，并根據(jù)所述平面 光波導(dǎo)的性能目標(biāo)計(jì)算出所述理論模型中第i級(jí)MZI結(jié)構(gòu)的第一耦合器的相位因子、第二 耦合器的相位因子和相位延遲結(jié)構(gòu)的相位差。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，根據(jù)所述第i級(jí)MZI結(jié) 構(gòu)的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因子和相位延遲結(jié)構(gòu)的相位差，采用Rsoft 軟件模擬所述第i級(jí)MZI結(jié)構(gòu)的第一耦合器與第二耦合器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和相位延遲結(jié)構(gòu)的結(jié) 構(gòu)參數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，任意一級(jí)MZI結(jié)構(gòu)滿 足：
其中，P_ss_?t表示MZI結(jié)構(gòu)的光輸出能量值，A cp表示相位延遲結(jié)構(gòu)的相位差，0^ 示第一耦合器的相位因子，9 2表示第二耦合器的相位因子。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的平面光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述第一耦合器與第 二耦合器的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括第一耦合器的耦合臂長度I 1和第二耦合器的耦合臂長度12，所述 相位延遲結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括光程差A(yù) L，其中，任意一級(jí)MZI結(jié)構(gòu)的相位延遲結(jié)構(gòu)的相位 差A(yù) q>滿足：
任意一級(jí)MZI結(jié)構(gòu)的第一親合器的相位因子Q1和第二親合器的相位因子0 2滿足：
其中，X表不光波波長，neff表不光在波導(dǎo)中傳輸?shù)挠行д凵渎?，Al表不彎曲波導(dǎo)處 的等效耦合長度，L。表示耦合長度。
6. -種平面光波導(dǎo)的制作方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1~5任意一項(xiàng)所述的平面 光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)方法，所得到的每一級(jí)MZI結(jié)構(gòu)的第一耦合器與第二耦合器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和相 位延遲結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，制作平面光波導(dǎo)。
7. -種平面光波導(dǎo)，其特征在于，采用權(quán)利要求6所述平面光波導(dǎo)的制作方法制作而 成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的平面光波導(dǎo)，其特征在于，所述平面光波導(dǎo)為波長不敏感耦 合器、可調(diào)光衰減器、光開關(guān)、差分移相鍵控器或波分復(fù)用器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種平面光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)和制作方法及平面光波導(dǎo)，包括：建立平面光波導(dǎo)的理論模型，并根據(jù)平面光波導(dǎo)的性能目標(biāo)計(jì)算出理論模型中第i級(jí)MZI結(jié)構(gòu)的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因子和相位延遲結(jié)構(gòu)的相位差；根據(jù)第i級(jí)MZI結(jié)構(gòu)的第一耦合器的相位因子、第二耦合器的相位因子和相位延遲結(jié)構(gòu)的相位差，模擬第i級(jí)MZI結(jié)構(gòu)的第一耦合器與第二耦合器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和相位延遲結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。本發(fā)明提供的技術(shù)方案，建立平面光波導(dǎo)的理論模型，計(jì)算出MZI結(jié)構(gòu)中兩個(gè)耦合器的相位因子和相位延遲結(jié)構(gòu)的相位差，模擬滿足上述參數(shù)的MZI結(jié)構(gòu)中兩個(gè)耦合器和相位延遲結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，縮短了設(shè)計(jì)和制作時(shí)間，提高了效率。
【IPC分類】G02B6-12, G02B6-122
【公開號(hào)】CN104820262
【申請?zhí)枴緾N201510279923
【發(fā)明人】尚宏博, 李朝陽
【申請人】四川飛陽科技有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月27日