[发明专利]级连硅基波导光隔离器

说明书

技术领域

本发明涉及一种双频硅基光隔离器，适用于光纤通信及集成光路系统， 尤其涉及一种能够在两个频率及其附近频率实现光信号单向传播的硅基光隔 离器。

背景技术

光隔离器是一种在光学传播介质(器件)中允许光信号单向传输的无源 光器件，在光纤通信系统和大规模集成光路中阻止反射光信号的传播。目前 常见的光隔离器的工作原理主要基于法拉第旋转的非互易性和非线性效应。 但是法拉第旋转效应的光隔离器不适宜大规模集成，而非线性效应光隔离器 对传播的光信号强度有额外要求。最近，通过对波导进行含时微扰以实现光 信号单向传播的解决方案得到业界关注，但是该方法仅对特定频率光信号具 有高隔离率。为解决这些问题，在含时微扰解决方法的基础上，本发明提出 了一种与现有CMOS工艺相容的硅基线性双频光隔离器。

发明内容

本发明提供一种级连硅基波导光隔离器，能够在两个不同频率及其附近 频率实现光信号的单向传播的硅基光路光隔离器在波导中所实施的含时微扰 和频率滤波结构能实现两个频率的光信号隔离，在波导中设置两个串行的含 时微扰及滤波结构，实现双频率的光信号隔离，可以利用波导色散关系中两 个不同能带的不平行部分选择两个频率，以实现双频率的独立隔离，即在信 号隔离过程中不发生相互作用。

所述含时微扰调制结构用于将沿所述波导正向传播的特定频率的光信 号耦合成沿所述波导正向传播的另一目标频率的光信号，所述特定频率滤波 结构用于吸收沿所述波导正向传播的目标频率光信号。所述微扰结构及滤波 结构，均不对反方向传播的特定频率光信号产生作用。

较佳地，所述波导为硅基波导。

较佳地，所述含时微扰调制结构实施于所述波导的方法为：

在硅基波导中进行掺杂，造成折射率的起伏，然后对掺杂后的波导通电， 造成折射率的时间变化。

较佳地，所述含时微扰调制结构的调制函数的形式为，

ϵ′(z,t)=δ(x)cos(Ωt-(-q)z+π)0<x<d2δ(x)cos(Ωt-(-q)z)-d2<x<0]]>

其中满足q＝k₁-k₂和Ω＝ω₂-ω₁，ω₁为所述特定频率光信号的频率，ω₂为所述目标频率信号的频率，k₁、k₂分别为所述特定频率光信号、目标频率 信号的波数。d为平板波导宽度。δ(x)为调制强度。