一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)，屬于光電【技術(shù)領(lǐng)域】，由2個或2個以上相同大小的扇形結(jié)構(gòu)或扇環(huán)結(jié)構(gòu)前后拼接成一個螺旋形微腔結(jié)構(gòu)，每個扇形或扇環(huán)結(jié)構(gòu)均設(shè)有一個用于連接入射波的凹槽，作為各路通道信號的輸入接口；上述凹槽的開口方向相同，都統(tǒng)一沿著順時針或者逆時針方向，確保入射信號光被限制在微腔內(nèi)。每個通道對應(yīng)一個微腔諧振波長，通過一個單一探測器，可以探測多路信號光，從而大大降低了成本。通過設(shè)計微米量級的微腔結(jié)構(gòu)，使得RC延遲降低，從而大大提高探測器的帶寬。由于所有的凹槽開口都在同一方向，輸入的信號光沒有輸出通道。因此所有信號光都被限制在微腔之中，直至被完全吸收，從而提高探測器的靈敏度。
【專利說明】一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種探測器，特別是涉及一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)，屬于光電【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]波分復(fù)用技術(shù)(wavelength-divisionmultiplexing, WDM)是將一系列載有信息、但波長不同的光信號合成一束，沿著單根光纖傳輸；在接收端再用某種方法，將各個不同波長的光信號分開的通信技術(shù)。這種技術(shù)可以同時在一根光纖上傳輸多路信號，每一路信號都由某種特定波長的光來傳送。
[0003]目前，在現(xiàn)有技術(shù)中，波分復(fù)用技術(shù)主要采用獨(dú)立的II1-V族材料探測器，該類探測器雖然工作頻率可以很高，至少是40GHz以上，但缺點(diǎn)就是昂貴的材料價格以及加工成本。而作為片上光互連經(jīng)常用到的硅基探測器，基本上采用波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，即把鍺材料通過選擇性外延生長到硅波導(dǎo)上面，通過衰逝波耦合達(dá)到探測效果。因此，為了能最大限度吸收入射光，探測器面積就會比較大，因此RC延遲會比較長，探測速度就不會太高。此外，目前常用的探測器只設(shè)有一個探測通道，使用時，需要多個獨(dú)立的探測器探測不同通道的信號光，從而使得成本增加，而且功耗也較高。
[0004]針對上述缺陷，本發(fā)明人對此進(jìn)行研究，專門開發(fā)出一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)，本案由此產(chǎn)生。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)，所述探測器結(jié)構(gòu)具有多個入射通道，可以同時探測多路信號。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是:
[0007]—種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)，由2個或2個以上相同大小的扇形結(jié)構(gòu)或扇環(huán)結(jié)構(gòu)前后拼接成一個螺旋形微腔結(jié)構(gòu)，每個扇形或扇環(huán)結(jié)構(gòu)均設(shè)有一個用于連接入射波的凹槽，作為各路通道信號的輸入接口 ；上述凹槽的開口方向相同，都統(tǒng)一沿著順時針或者逆時針方向，確保入射信號光被限制在微腔內(nèi)。
[0008]作為優(yōu)選，所述適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)由2個相同大小的半圓形結(jié)構(gòu)拼接而成。
[0009]作為優(yōu)選，所述適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)由4個相同大小的扇形結(jié)構(gòu)拼接而成。
[0010]作為優(yōu)選，所述適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)由8個相同大小的扇形結(jié)構(gòu)拼接而成。
[0011]采用上述微盤型多槽螺旋形微腔結(jié)構(gòu)，使微腔的腔模與通道波長重合，通道間隔就是微腔模式的自由譜寬，任一凹槽通道輸入的信號光都能和微腔諧振，從而使信號光得至IJ增強(qiáng)。[0012]作為優(yōu)選，所述適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)由2個相同大小的半圓環(huán)結(jié)構(gòu)拼接而成。
[0013]作為優(yōu)選，所述適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)由4個相同大小的扇環(huán)結(jié)構(gòu)拼接而成。
[0014]作為優(yōu)選，所述適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)由8個相同大小的扇環(huán)結(jié)構(gòu)拼接而成。
[0015]采用上述多槽螺旋形微環(huán)結(jié)構(gòu)，區(qū)別于微盤結(jié)構(gòu)，微環(huán)結(jié)構(gòu)是單模工作，即在一個自由譜寬的范圍內(nèi)，只有一個縱模。因此模式特性比微盤結(jié)構(gòu)要簡單得多。然而微環(huán)的模式品質(zhì)因子要比微盤的低。因此，信號光的腔增強(qiáng)效應(yīng)就會比較弱。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所提出這種應(yīng)用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]I)每個通道對應(yīng)一個微腔諧振波長，通過一個單一探測器，可以探測多路信號光，從而大大降低了成本；
[0018]2)通過設(shè)計微米量級的的微腔結(jié)構(gòu)，使得RC延遲降低，從而大大提高探測器的帶寬；
[0019]3)由于所有的凹槽開口都在同一方向，輸入的信號光沒有輸出通道。因此所有信號光都被限制在微腔之中，直至被完全吸收，從而提高探測器的靈敏度；
[0020]4)由于信號光波長和微腔諧振波長重合，信號光通過強(qiáng)增強(qiáng)效應(yīng)得到了放大。
[0021]以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為實(shí)施例1雙通道探測器的微腔結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為實(shí)施例1數(shù)值模擬的微盤模式分布以及場分布；
[0024]圖3為實(shí)施例2四通道探測器的微腔結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為實(shí)施例3八通道探測器的微腔結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5為實(shí)施例3微盤模式分布不意圖；
[0027]圖6為實(shí)施例4雙通道探測器微腔結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖7為實(shí)施例5四通道探測器微腔結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖8為實(shí)施例6八通道探測器微腔結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]實(shí)施例1:
[0031]如圖1-2所示，一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)，由2個相同大小的半圓形結(jié)構(gòu)I前后拼接成一個螺旋形微腔結(jié)構(gòu)，每個半圓形結(jié)構(gòu)I的外壁上均設(shè)有一個用于連接入射波的凹槽11，作為各路通道信號的輸入接口 ；上述凹槽11的開口方向相同，都統(tǒng)一沿著順時針或者逆時針方向，確保入射波導(dǎo)12的入射信號光被限制在微腔內(nèi)。上述探測器結(jié)構(gòu)為微盤形，采用雙槽螺旋形微腔結(jié)構(gòu)，使微腔的腔模與通道波長重合，通道間隔就是微腔模式的自由譜寬，任一凹槽通道輸入的信號光都能和微腔諧振，從而使信號光得到增強(qiáng)。
[0032]實(shí)施例2:[0033]如圖3所示，一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)，由4個相同大小的扇形結(jié)構(gòu)2前后拼接成一個螺旋形微腔結(jié)構(gòu)，每個扇形結(jié)構(gòu)2的外壁上均設(shè)有一個用于連接入射波的凹槽21，作為各路信號的輸入接口 ；上述凹槽21的開口方向相同，都統(tǒng)一沿著順時針或者逆時針方向，確保入射波導(dǎo)22的入射信號光被限制在微腔內(nèi)。上述探測器結(jié)構(gòu)為微盤形，采用四槽螺旋形微腔結(jié)構(gòu)，使微腔的腔模與通道波長重合，通道間隔就是微腔模式的自由譜寬，任一凹槽通道輸入的信號光都能和微腔諧振，從而使信號光得到增強(qiáng)。
[0034]實(shí)施例3:
[0035]如圖4所示，一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)，由8個相同大小的扇形結(jié)構(gòu)3前后拼接成一個螺旋形微腔結(jié)構(gòu)，每個扇形結(jié)構(gòu)3的外壁上均設(shè)有一個用于連接入射波的凹槽31，作為各路信號的輸入接口 ；上述凹槽31的開口方向相同，都統(tǒng)一沿著順時針或者逆時針方向，確保入射波導(dǎo)32的入射信號光被限制在微腔內(nèi)。上述探測器結(jié)構(gòu)為微盤形，采用八槽螺旋形微腔結(jié)構(gòu)，使微腔的腔模與通道波長重合，如圖5所示，通道間隔就是微腔模式的自由譜寬，任一凹槽通道輸入的信號光都能和微腔諧振，從而使信號光得到增強(qiáng)。微腔腔模的具體設(shè)計需要同時考慮微腔半徑，凹槽尺寸等的影響，通過數(shù)值模擬加以優(yōu)化。
[0036]實(shí)施例4:
[0037]如圖6所示，一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)，由2個相同大小的半圓環(huán)結(jié)構(gòu)4前后拼接成一個螺旋形微腔結(jié)構(gòu)，每個半圓環(huán)結(jié)構(gòu)4的外壁上均設(shè)有一個用于連接入射波的凹槽41,作為各路信號的輸入接口 ；上述凹槽41的開口方向相同，都統(tǒng)一沿著順時針或者逆時針方向，確保入射波導(dǎo)42的入射信號光被限制在微腔內(nèi)。上述探測器結(jié)構(gòu)為微環(huán)形，采用雙槽螺旋形微腔結(jié)構(gòu)，使微腔的腔模與通道波長重合，通道間隔就是微腔模式的自由譜寬，任一凹槽通道輸入的信號光都能和微腔諧振，從而使信號光得到增強(qiáng)。微環(huán)結(jié)構(gòu)是單模工作，即在一個自由譜寬的范圍內(nèi)，只有一個縱模。因此模式特性比微盤結(jié)構(gòu)要簡單得多。然而微環(huán)的模式品質(zhì)因子要比微盤的低，因此，信號光的腔增強(qiáng)效應(yīng)就會比較弱。
[0038]實(shí)施例5:
[0039]如圖7所示，一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)，由4個相同大小的扇環(huán)結(jié)構(gòu)5前后拼接成一個螺旋形微腔結(jié)構(gòu)，每個扇環(huán)結(jié)構(gòu)5的外壁上均設(shè)有一個用于連接入射波的凹槽51,作為各路信號的輸入接口 ；上述凹槽的開口方向相同，都統(tǒng)一沿著順時針或者逆時針方向，確保入射波導(dǎo)52的入射信號光被限制在微腔內(nèi)。上述探測器結(jié)構(gòu)為微環(huán)形，采用四槽螺旋形微腔結(jié)構(gòu)，使微腔的腔模與通道波長重合，通道間隔就是微腔模式的自由譜寬，任一凹槽通道輸入的信號光都能和微腔諧振，從而使信號光得到增強(qiáng)。微環(huán)結(jié)構(gòu)是單模工作，即在一個自由譜寬的范圍內(nèi)，只有一個縱模。因此模式特性比微盤結(jié)構(gòu)要簡單得多。然而微環(huán)的模式品質(zhì)因子要比微盤的低，因此，信號光的腔增強(qiáng)效應(yīng)就會比較弱。
[0040]實(shí)施例6:
[0041]如圖8所示，一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)，由8個相同大小的扇環(huán)結(jié)構(gòu)6前后拼接成一個螺旋形微腔結(jié)構(gòu)，每個扇環(huán)結(jié)構(gòu)6的外壁上均設(shè)有一個用于連接入射波的凹槽61,作為各路信號的輸入接口 ；上述凹槽61的開口方向相同，都統(tǒng)一沿著順時針或者逆時針方向，確保入射波導(dǎo)62的入射信號光被限制在微腔內(nèi)。上述探測器結(jié)構(gòu)為微環(huán)形，采用八槽螺旋形微腔結(jié)構(gòu)，使微腔的腔模與通道波長重合，通道間隔就是微腔模式的自由譜寬，任一凹槽通道輸入的信號光都能和微腔諧振，從而使信號光得到增強(qiáng)。微環(huán)結(jié)構(gòu)是單模工作，即在一個自由譜寬的范圍內(nèi)，只有一個縱模。因此模式特性比微盤結(jié)構(gòu)要簡單得多。然而微環(huán)的模式品質(zhì)因子要比微盤的低，因此，信號光的腔增強(qiáng)效應(yīng)就會比較弱。
[0042]上述實(shí)施例和圖式并非限定本實(shí)用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實(shí)用新型的專利范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)，其特征在于:由2個或2個以上相同大小的扇形結(jié)構(gòu)或扇環(huán)結(jié)構(gòu)前后拼接成一個螺旋形微腔結(jié)構(gòu)，每個扇形或扇環(huán)結(jié)構(gòu)均設(shè)有一個用于連接入射波的凹槽，作為各路通道信號的輸入接口 ；上述凹槽的開口方向相同，都統(tǒng)一沿著順時針或者逆時針方向，確保入射信號光被限制在微腔內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)由2個相同大小的半圓形結(jié)構(gòu)拼接而成。
3.如權(quán)利要求1所述的一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)由4個相同大小的扇形結(jié)構(gòu)拼接而成。
4.如權(quán)利要求1所述的一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)由8個相同大小的扇形結(jié)構(gòu)拼接而成。
5.如權(quán)利要求2或3或4所述的一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)，其特征在于:上述微腔的腔模與通道波長重合，通道間隔為微腔模式的自由譜寬。
6.如權(quán)利要求1所述的一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)由2個相同大小的半圓環(huán)結(jié)構(gòu)拼接而成。
7.如權(quán)利要求1所述的一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)由4個相同大小的扇環(huán)結(jié)構(gòu)拼接而成。
8.如權(quán)利要求1所述的一種適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述適用于波分復(fù)用技術(shù)的探測器結(jié)構(gòu)由8個相同大小的扇環(huán)結(jié)構(gòu)拼接而成。
【文檔編號】H04B10/07GK203675112SQ201320851274
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】王苗慶, 羅賢樹 申請人:紹興中科通信設(shè)備有限公司