[发明专利]一种无啁啾的切趾型带通带阻滤波器

说明书

本发明公开了一种无啁啾的切趾型带通带阻滤波器，所述滤波器由单模输入波导、输入渐变波导、多模波导、高斯切趾型布拉格波导光栅、输出渐变波导、单模输出波导、下路渐变波导和单模下路波导所组成，其中输入渐变波导和下路渐变波导之间的耦合区为下路耦合区。本发明所提供的切趾型带通带阻滤波器是通过相位调制机理构建具有高斯型耦合系数的布拉格波导光栅，但同时不引入啁啾，解决了传统切趾型光栅存在着啁啾导致光谱展宽的问题。本发明同时还实现了光滤波器的带通带阻功能，具有性能好、结构简单、尺寸紧凑和容差大等优点，制作工艺具有CMOS工艺兼容性，易于集成和扩展，方便低成本制造，可应用于片上高密度集成的光互连系统。

技术领域

本发明涉及光滤波集成器件，特别是涉及一种无啁啾的切趾型带通带阻滤波器。

背景技术

随着集成电路的飞速发展，晶体管特征尺寸不断减小，高速信息在电互连传递时不可避免的遭遇了速度、带宽和功耗等方面的一系列瓶颈。基于硅光学的片上光互连技术为这一难题的解决提供了一种可行的方案，信息的交换将在光的传输层上直接进行。

光滤波器作为光互连技术的一个基础功能器件，可灵活地将不同信号过滤，是密集波分复用光网络中非常重要的一个环节。布拉格波导光栅是一种应用广泛的滤波器，但常规光栅谐振波长两侧存在旁瓣会对相邻通道产生严重的串扰。传统的方法是用切趾来抑制这种现象，这通常对光栅的幅度、占空比或光栅齿与波导的间距有一定要求，但是它们本质上都存在着啁啾现象，因而必然会导致滤波谱线的展宽，这势必也会导致无法将其应用于密集多通道。

因此，研制出无啁啾、结构简单、尺寸紧凑、易于集成和制作的带通带阻光滤波器是今后发展片上集成光通信技术的重要而有意义的工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、尺寸紧凑，功能齐全、易于集成和制作的无啁啾的切趾型带通带阻滤波器。为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种无啁啾的切趾型带通带阻滤波器，其特征在于：包括单模输入波导、输入渐变波导、多模波导、高斯切趾型布拉格波导光栅、输出渐变波导、单模输出波导、下路渐变波导和单模下路波导；其中，输入渐变波导和下路渐变波导之间的耦合区为下路耦合区，单模输入波导通过输入渐变波导与多模波导的一端连接，单模输出波导通过输出渐变波导与多模波导的另一端连接，所述的高斯型切趾布拉格波导光栅位于多模波导上且呈反对称分布。

优选地，所述的单模输入波导、输入渐变波导、多模波导、高斯切趾型布拉格波导光栅、输出渐变波导、单模输出波导、下路渐变波导和下路单模波导均为条形波导。

优选地，所述的输入渐变波导和下路渐变波导的波导宽度渐变区发生在波导的一侧，波导另一侧保持不变。

优选地，所述由输入渐变波导和下路渐变波导组成的下路耦合区，其中两波导的非渐变侧边相对且保持两波导间隔不变。

优选地，所述的高斯切趾型布拉格波导光栅的光栅齿深度保持不变，两侧光栅齿的相位差呈高斯型分布。

优选地，所述的高斯切趾型布拉格波导光栅的周期满足多模波导中的TE基模和TE一阶模相互发生耦合的相位匹配条件，光栅的周期保持不变。

优选地，所述的构成高斯切趾型布拉格波导光栅的周期单元形状均为矩形。