一種基于反對稱多模布拉格波導光柵的上下路濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光的上路和下路濾波集成器件，特別是涉及一種基于反對稱多模 布拉格波導光柵的上下路濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著集成電路的飛速發(fā)展，晶體管特征尺寸不斷減小，高速信息在電互連傳遞時 不可避免的遭遇了速度、帶寬和功耗等方面的一系列瓶頸?；诠韫鈱W的片上光互連為這 一技術(shù)難題的解決提供了一種可行的方案，信息的交換將在光的傳輸層上直接進行。
[0003] 光濾波器作為光互連的一個基礎(chǔ)功能器件，可靈活地實現(xiàn)不同信號的分離、上路 和下路，是密集波分復用光網(wǎng)絡非常重要的一個環(huán)節(jié)。目前可實現(xiàn)光上下路濾波功能的器 件主要有三種結(jié)構(gòu)：第一種是微環(huán)諧振腔結(jié)構(gòu)，它能提供較高的Q值，同時它不需要兩個反 射端面，但是它存在一系列的諧振波長，光的濾波受到自由譜寬的影響，且濾波的帶寬較 小;第二種是F-P腔結(jié)構(gòu)，它需要兩個反射端面，存在一系列的諧振波長和濾波帶寬小的特 點;第三種是布拉格光柵結(jié)構(gòu)，它是利用周期性的折射率微擾區(qū)，可實現(xiàn)不同帶寬的光濾波 功能，但是由于它是兩端口器件，無法同時實現(xiàn)帶通和帶阻濾波功能，光的反射譜無法通過 類似光纖環(huán)路器來提取，如果采用對稱的Y分叉結(jié)構(gòu)將會引入6 dB的損耗。
[0004] 因此，研制出結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊，功能齊全、易于集成和制作的上下路光濾波器， 是今后發(fā)展片上集成光通信技術(shù)的重要而有意義的工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于反對稱多模布拉格波導光柵的上下路濾波器，結(jié) 構(gòu)簡單、尺寸緊湊，功能齊全、易于集成和制作。
[0006] 本發(fā)明一種基于反對稱多模布拉格波導光柵的上下路濾波器，包括單模輸入波 導、下路非對稱Y分叉波導、多模波導、反對稱布拉格波導光柵、上路非對稱Y分叉波導、單模 輸出波導、下路單模波導和上路單模輸入波導，其中單模輸入波導與下路非對稱Y分叉波導 一分支連接，下路單模波導與下路非對稱Y分叉波導的另一分支連接，下路非對稱Y分叉波 導的主干與多模波導的一端連接，多模波導的另一端與上路非對稱Y分叉波導的主干連接， 單模輸出波導與上路非對稱Y分叉波導一分支連接，上路單模輸入波導與上路非對稱Y分叉 波導的另一分支連接，所述的反對稱布拉格波導光柵位于多模波導上，呈反對稱分布。
[0007] 所述的單模輸入波導、下路非對稱Y分叉波導、多模波導、反對稱布拉格波導光柵、 上路非對稱Y分叉波導、下路單模波導、上路單模波導和單模輸出波導均為條形波導。
[0008] 所述的下路非對稱Y分叉波導和上路非對稱Y分叉波導結(jié)構(gòu)一致，非對稱Y分叉波 導的兩分支由兩寬度不同的單模波導組成，非對稱Y分叉波導的主干由一多模波導組成。
[0009] 所述的反對稱布拉格波導光柵的周期滿足將多模波導中的TE基模反向耦合為TE 一階模的相位匹配條件。
[0010]該反對稱布拉格波導光柵的周期性折射率微擾區(qū)在多模波導的兩側(cè)邊上。
[0011] 所述的構(gòu)成反對稱布拉格波導光柵的周期單元形狀均為矩形。
[0012] 采用本發(fā)明的技術(shù)方案，TE光從單模輸入波導輸入，下路非對稱Y分叉波導將其轉(zhuǎn) 換為多模波導的TE基模，反對稱布拉格波導光柵把滿足相位匹配條件波長的入射光反向耦 合為多模波導中的TE-階模，反射光通過下路非對稱Y分叉波導時被轉(zhuǎn)換為下路單模波導 的TE模，從下路端輸出；而不滿足相位匹配條件波長的透射光，通過上路非對稱Y分叉波導， 從單模輸出波導輸出；同樣的，上路光從上路單模輸入波導輸入，上路非對稱Y分叉波導將 其轉(zhuǎn)換為多模波導的TE-階模，反對稱布拉格波導光柵把滿足相位匹配條件波長的上路光 反向耦合為多模波導中的TE基模，反射光通過上路非對稱Y分叉波導時被轉(zhuǎn)換為單模輸出 波導的TE模，從單模輸出波導的輸出端輸出，本發(fā)明同時實現(xiàn)了信號上下路功能，具有結(jié)構(gòu) 簡單，尺寸緊湊和容差大等優(yōu)點，制作工藝具有CMOS工藝兼容性，易于集成和擴展，方便低 成本制造，可應用于片上高密度集成的光互連系統(tǒng)。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是： 1、結(jié)合非對稱Y分叉波導和反對稱布拉格波導光柵實現(xiàn)了上下路光濾波器功能，具有 插損小和容差大等特點。
[0014] 2、器件設計結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊。
[0015] 3、器件制作工藝具有CMOS工藝兼容性，使得器件易于集成和擴展，方便低成本制 造，可廣泛應用于片上高密度集成的光互連通信系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖； 圖2是圖1中條形波導的剖面圖； 圖3是圖1中布拉格波導光柵的周期單元形狀示意圖； 圖4是圖1中布拉格波導光柵的俯視圖； 以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0017]圖中標識： 1、單模輸入波導 2、下路非對稱Y分叉波導 3、多模波導 4、反對稱布拉格波導光柵 5、上路非對稱Y分叉波導 6、單模輸出波導 7、下路單模波導 8、上路單模輸入波導。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本發(fā)明一種基于反對稱多模布拉格波導光柵的上下路濾波器，包括單 模輸入波導（1)、下路非對稱Y分叉波導(2)、多模波導(3)、反對稱布拉格波導光柵(4)、上路 非對稱Y分叉波導（5)、單模輸出波導(6)、下路單模波導(7)和上路單模輸入波導(8)，其中 單模輸入波導（1)與下路非對稱Y分叉波導(2)-分支連接，下路單模波導(7)與下路非對稱 Y分叉波導（2)的另一分支連接，下路非對稱Y分叉波導（2)的主干與多模波導(3)的一端連 接，多模波導（3)的另一端與上路非對稱Y分叉波導（5)的主干連接，單模輸出波導(6)與上 路非對稱Y分叉波導(5)-分支連接，上路單模輸入波導(8)與上路非對稱Y分叉波導（5)的 另一分支連接，所述的反對稱布拉格波導光柵(4)位于多模波導(3)上，呈反對稱分布;TE光 從單模輸入波導（1)輸入，下路非對稱γ分叉波導(2)將其轉(zhuǎn)換為多模波導的TE基模，反對稱 布拉格波導光柵(4)把滿足相位匹配條件波長的入射光反向親合為多模波導（3)中的TE- 階模，反射光通過下路非對稱Y分叉波導(2)時被轉(zhuǎn)換為下路單模波導(7)的TE模，從下路端 輸出；而不滿足相位匹配條件波長的透射光，通過上路非對稱Y分叉波導(5)，從單模輸出波 導(6)輸出；同樣的，上路光從上路單模輸入波導(8)輸入，上路非對稱Y分叉波導(5)將其轉(zhuǎn) 換為多模波導(3)的TE-階模，反對稱布拉格波導光柵(4)把滿足相位匹配條件波長的上路 光反向耦合為多模波導(3)中的TE基模，反射光通過上路非對稱Y分叉波導(5)時被轉(zhuǎn)換為 單模輸出波導(6)的TE模，從單模輸出波導(6)的輸出端輸出，本發(fā)明同時實現(xiàn)了信號上下 路功能，具有結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊和容差大等優(yōu)點，制作工藝具有CMOS工藝兼容性