[发明专利]波分复用器

说明书

本发明涉及集成光电子领域，提供一种波分复用器。波分复用器包括第一硅波导；第二硅波导，第二硅波导与第一硅波导的长度相同且宽度不同；第一硅波导和第二硅波导中的至少一个形成有波导耦合段，波导耦合段内形成有周期性褶皱结构。该波分复用器能够实现具有单一滤波通带的波分复用器。与常用的基于不等臂马赫增德尔干涉仪和两波导耦合微环谐振腔器件相比，该波分复用器只有单一滤波通带，应用于宽带光信号处理时无需器件级联。并且该波分复用器的周期性褶皱结构周期较大，且可以和芯片上硅波导通过同一刻蚀过程制备，无需附加的制备工艺，因此该波分复用器结构简单，传输特性对结构参数不敏感，便于制备。

技术领域

本发明涉及集成光电子领域，提供一种波分复用器。

背景技术

在相关技术中，硅光子集成技术在一些光学功能上仍然难以满足不同应用的要求，需要发展新的器件方案。波分复用器是一类三端口光子器件，可以将一个光路中传播的两个不同波长的光波分开到两个不同光路中传播，或是将两个不同光路中传播的两个不同波长的光波合并到一个光路中传播。

波分复用器在光通信中被广泛应用，实现不同波长的光信道复用和解复用的功能。目前，硅光子集成芯片上常用的波分复用器方案包括不等臂马赫增德尔干涉仪和双波导耦合的微环谐振腔。在这些方案中，两个光输出端口透过谱都具有随频率周期变化的特点，存在自由谱区。在需要对宽光谱光波中的特定波长光信号进行波长解复用的应用中，这些滤波方案不可避免的将会把一部分不需要的其他波长光波一同滤出，造成串扰。为了解决这个问题，目前硅光子集成芯片上往往是将不同自由谱区的上述波分复用器件级联起来，这使得集成芯片上的系统光路及其调控都变得复杂，不利于大规模集成。

发明内容

本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种波分复用器。

本发明提供一种波分复用器，包括：

第一硅波导；

第二硅波导，所述第二硅波导与所述第一硅波导的长度相同且宽度不同；

所述第一硅波导和所述第二硅波导中的至少一个形成有波导耦合段，所述波导耦合段内形成有周期性褶皱结构。

根据本发明实施例提供的波分复用器，通过在宽度不同的第一硅波导和第二硅波导的波导侧壁引入周期性褶皱结构形成了长周期光栅，使第一硅波导和第二硅波导在特定波长附近发生模式耦合，从而实现具有单一滤波通带的波分复用器。与常用的基于不等臂马赫增德尔干涉仪和两波导耦合微环谐振腔器件相比，该波分复用器只有单一滤波通带，应用于宽带光信号处理时无需器件级联。并且该波分复用器的周期性褶皱结构周期较大，且可以和芯片上硅波导通过同一刻蚀过程制备，无需附加的制备工艺，因此该波分复用器结构简单，传输特性对结构参数不敏感，便于制备。

根据本发明的一个实施例，沿所述第一硅波导和/或所述第二硅波导的长度方向，在至少部分所述第一硅波导和/或所述第二硅波导的分段上形成有所述波导耦合段。

根据本发明的一个实施例，所述第一硅波导和所述第二硅波导中的一个形成有所述波导耦合段，所述第一硅波导和所述第二硅波导中的另一个形成有与所述波导耦合段对应的平直段。

根据本发明的一个实施例，所述第一硅波导和所述第二硅波导均形成有所述波导耦合段，且所述第一硅波导和所述第二硅波导上的所述褶皱结构一一对应地设置。

根据本发明的一个实施例，所述第一硅波导和所述第二硅波导相互平行间隔设置且所述褶皱结构形成于所述第一硅波导和所述第二硅波导相对的侧面。

根据本发明的一个实施例，所述第一硅波导和所述第二硅波导为条形波导或脊型波导。

根据本发明的一个实施例，所述第一硅波导、所述第二硅波导采用绝缘体上硅衬底一次刻蚀制成。

根据本发明的一个实施例，所述第一硅波导和所述第二硅波导中的一个的第一端为光波的输入端；