[发明专利]具有光子晶体的单纤三向复用器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤接入网络领域，特别是涉及一种具有光子晶体的单纤三向复用器。

背景技术

随着光纤接入网络技术的长足进展，以及IPTV、视频点播和网络游戏等业务量的增加，用户对接入带宽的需求进一步增加，对光纤接入网络要求越来越高，光纤到户技术（FTTH）已经成为光纤接入网络的主要技术方案，而无源光网络（PON）技术是FTTH的主流技术，它可以实现视频、语音、数据三网合一。在用于FTTH的PON技术中，实现光线路终端（OLT)和终端用户之间通信的核心器件就是单纤三向复用器，研究出满足通信带宽要求、低成本、小型化的单纤三向复用器是应用领域的实际需求，因此具有非常重要的意义。这些实际要求也是制约FTTH技术推广的关键因素。

单纤三向复用器的主要功能，是将OLT输出的波长1490nm的语音信号和波长1550nm的视频信号、以及用户上传的波长1310nm信号复用进一根光纤，用户可以通过接收机分别接收波长1490nm的语音信号和波长1550nm的视频信号，并通过上传波导将本地数据上传至OLT。目前实际应用的单纤三向复用器是由分立器件所构成，具有不易于封装，耦合损耗大和成本高等缺点；而另一种基于平面光波导技术（PLC)的三向复用器由于芯层与包层之间的折射率差很小，导致其器件尺寸仍然较大。另外，基于PLC的三向复用器往往使用多模波导耦合器（MMI)和阵列波导光栅（AWG)相互级联的方式来实现复用功能，使得器件的结构不够紧凑。

随着半导体技术的发展，Si和SiO₂的高折射差(2.0)为实现纳米光波导和超小尺度的集成光波导器件提供了可能性。并且Si纳米线波导的制造工艺与现有电子工业中使用的CMOS工艺可完全兼容，为低成本，大批量的生产提供了可能性。因此相对于传统的三向复用器，如何提供一种低成本、小尺寸、高集成度的三向复用器，已成为本领域技术人员需要解决的技术课题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种结构紧凑成本低的具有光子晶体的单纤三向复用器。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种具有光子晶体的单纤三向复用器，其至少包括：

用于接入第一波长及第二波长的光波信号的输入波导；

用于接入第三波长的光波信号的上传波导；

第一输出波导；

第二输出波导；

通过端口分别连接所述输入波导、上传波导、第一输出波导及第二输出波导的多模波导耦合器，用于分离所述第一波长信号及第二波长信号，并使两者分别由第一输出波导及第二输出波导输出，所述多模波导耦合器还具有光子晶体，所述光子晶体能反射所述第三波长的光波信号，并使该光波信号由输入波导输出至OLT。

优选地，所述输入波导、上传波导、第一输出波导、第二输出波导及多模波导耦合器均通过对半导体基底的刻蚀来形成；更为优选地，通过对绝缘体上硅的顶层硅刻蚀来形成。

优选地，所述输入波导、上传波导、第一输出波导、及第二输出波导均为纳米线波导。

优选地，所述输入波导、上传波导、第一输出波导、及第二输出波导均呈锥形。

优选地，所述光子晶体通过对所述半导体基底的刻蚀来形成。

优选地，所述光子晶体包括SiO₂介质孔光子晶体。

如上所述，本发明的具有光子晶体的单纤三向复用器，具有以下有益效果：将光子晶体嵌入于多模波导耦合器上以实现三个波长的复用功能，使得器件的结构极其紧凑；基于绝缘体上硅的Si纳米线波导加工工艺与CMOS工艺完全兼容，无需复杂工艺，加工成本低；基于Si纳米线波导，为芯层和包层之间提供了巨大的折射率差，可以极大限度的减小器件的尺寸，大幅度提高集成度。

附图说明

图1显示为本发明的具有光子晶体的单纤三向复用器的二维结构示意图。

图2显示为本发明的具有光子晶体的单纤三向复用器的三维结构示意图。

元件标号说明

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。