專(zhuān)利名稱(chēng)：一種光子晶體波分復(fù)用器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光子集成、光通訊、光子晶體濾波器等技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種利用光子晶體微腔與波導(dǎo)耦合實(shí)現(xiàn)光信號(hào)分離、濾波和合波的光子晶體波分復(fù)用器。
背景技術(shù)：
隨著信息化社會(huì)的高速發(fā)展，信息技術(shù)要求集成電路的規(guī)模越來(lái)越大，要求電子元件的體積越來(lái)越小。但隨著單個(gè)元件體積越來(lái)越小和電路越來(lái)越復(fù)雜，電子運(yùn)行的速度越來(lái)越接近其極限速度。因此，發(fā)展新一代信息技術(shù)變得越來(lái)越重要。由于光子的運(yùn)行速度快，光子間不存在相互干擾等優(yōu)點(diǎn)，使得光子集成成為克服由于電子運(yùn)行速度造成集成電路的瓶頸效應(yīng)的重要選擇。光子晶體利用光子帶隙限制光，人們可以通過(guò)設(shè)計(jì)和調(diào)制光子帶隙的結(jié)構(gòu)達(dá)到控制光子運(yùn)動(dòng)的目的。光子晶體波導(dǎo)可以縮小集成波導(dǎo)器件的尺寸，克服了微小尺寸下控制光子的困難，使得集成波長(zhǎng)級(jí)器件的微米尺寸的光子集成回路成為可能。集成光路和通信中很重要的一部分功能是實(shí)現(xiàn)濾波、選頻或信號(hào)的上下載，即實(shí)現(xiàn)信號(hào)的波分復(fù)用或解復(fù)用功能?；诠庾泳w，我們可以采用微腔和波導(dǎo)耦合，構(gòu)成頻率選擇的濾波器或波分復(fù)用器。光子晶體器件主要是由光子晶體波導(dǎo)和微腔組合實(shí)現(xiàn)，光子晶體波導(dǎo)可以彎曲較大角度而透過(guò)率仍然很高，光子晶體微腔可以獲得很高的高品質(zhì)因子 ⑴值)。用這些波導(dǎo)和微腔構(gòu)成的光子晶體波分復(fù)用器的體積相對(duì)傳統(tǒng)器件體積將減小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，器件的插入損耗降低，而且很容易實(shí)現(xiàn)與其他器件的進(jìn)一步集成。在過(guò)去的幾年里，人們利用一個(gè)光子晶體直波導(dǎo)和兩個(gè)不同尺寸的微腔構(gòu)成了一個(gè)非常緊湊的光學(xué)波分復(fù)用器，向我們展示了光子晶體微腔和波導(dǎo)組合器件潛在的巨大應(yīng)用價(jià)值。兩個(gè)不同尺寸的光子晶體微腔具有不同的缺陷頻率，當(dāng)光子晶體波導(dǎo)傳輸?shù)墓獠ê袑?duì)應(yīng)于微腔的缺陷頻率時(shí)，微腔就會(huì)把該頻率的部分能量耦合到另一路波導(dǎo)并在平面內(nèi)傳輸。該器件尺寸只有傳統(tǒng)的波分復(fù)用器件的1/10000。利用光子晶體可以實(shí)現(xiàn)窄線寬、通道間隔小、高效率、器件尺寸超小的光子晶體波分復(fù)用器。近幾年來(lái)人們從理論上和實(shí)驗(yàn)上研究了超小型的多信道共振調(diào)頻選頻器。有代表性的是日本的S. Noda和M. Notomi等研究小組在理論和實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了光子晶體異質(zhì)結(jié)構(gòu)短間距高密度的多信道選頻器。2004年，S. Noda研究組報(bào)道了采用微移位得到的高Q值微腔與雙通道光子晶體波導(dǎo)進(jìn)行耦合實(shí)現(xiàn)上下載濾波，下載波長(zhǎng)為1570nm，光譜線寬為 0. 12nm,下載效率高達(dá) 65 % [Hitomichi Takano, Yoshihiro Akahane, Takashi Asano, and Susumu Noda, In-plane-type channel drop filter in a two-dimensional photonic crystal slab, Appl. Phys. Lett. 84 (2004) 2226. ] 2003 年，S. Noda 研究小組報(bào)道了采用高Q值微腔和光子晶體平面異質(zhì)結(jié)耦合的方法實(shí)現(xiàn)6路光信號(hào)的上載/下載功能，他們將七個(gè)不同晶格常數(shù)的光子晶體組在一起，光子晶體晶格常數(shù)間的差別為 1. 25nm。各信道輸出波長(zhǎng)的間隔僅為5nm，實(shí)驗(yàn)證明每個(gè)微腔的Q值幾乎相等，并且輸出效率也幾乎相等。波長(zhǎng)間隔為5-7nm，信號(hào)光譜線寬為0. 4nm，信號(hào)下載效率估計(jì)達(dá)到40%[Bong-Shik Song, Susumu Noda, Takashi Asano, Photonic Devices Based onln-Plane Hetero Photonic Crystals, Science 300(2003) 1537. ] 2005 年他們通過(guò)微腔從平面異質(zhì)結(jié)波導(dǎo)中耦合信號(hào)，再由波導(dǎo)從微腔耦合出信號(hào)方式實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)下載效率高于80%的光子晶體濾波器[Bong-Shik Song, Takashi Asano, Yoshihiro Akahane, Yoshinori Tanaka, and Susumu Noda,Multichannel Add/Drop Filter Based on In-Plane Hetero Photonic Crystals, J. Lightwave Tech.，23 (2005) 1449-1455. ]。2006 年，他們對(duì)上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)后實(shí)現(xiàn)了四路分波波長(zhǎng)分別為1516nm，1536nm, 1559nm和1583nm的光子晶體波分復(fù)用器件，其下載效率接近于100%。但該器件的光譜線寬還較寬，信道間隔也較大，最小間隔達(dá)至丨J 20nm[Hitomichi Takano, Bong-Shik Song, Takashi Asano, and Susumu Noda, Highly efficient multi-channel drop filter in a two-dimensional hetero photonic crystal, Opt. Exp. 14(2006)3492-3496.]。這些器件的缺點(diǎn)是需要嚴(yán)格控制異質(zhì)結(jié)光子晶體之間的差別，尺寸較大。M. Notomi研究小組通過(guò)改變輸入輸出波導(dǎo)寬度達(dá)到對(duì)波導(dǎo)傳輸波段的控制，通過(guò)耦合微腔與輸入波導(dǎo)與輸出波導(dǎo)模式共振效應(yīng)實(shí)現(xiàn)高效率的光信號(hào)下載。他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)加工和測(cè)試實(shí)現(xiàn)了 10通道下載效率高達(dá)65士20%的光子晶體上下載器件[Akihiko Shinya, Satoshi Mitsugi, Eiichi Kuramochi, and Masaya Notomi, Ultrasmall multi-channel resonant-tunnelingfiIter using mode gap of width-tuned photoniccrystal waveguide,Opt. Exp. 1330(2005)4202-4209.]。該器件分波的信道較寬，分波信號(hào)的線寬較寬。較難實(shí)現(xiàn)密集波分復(fù)用功能。國(guó)內(nèi)有關(guān)光子晶體的專(zhuān)利，很多是關(guān)于光子晶體的一種結(jié)構(gòu)或器件，以及光子晶體的各種應(yīng)用。光子晶體波分復(fù)用或解復(fù)用器件不是很多，且多為微腔與波導(dǎo)耦合構(gòu)成。如日本京都大學(xué)在中國(guó)申請(qǐng)的幾個(gè)專(zhuān)利，專(zhuān)利名稱(chēng)“二維光子晶體光復(fù)用器/解復(fù)用器”(專(zhuān)利號(hào)03806872. 9)，“二維光子晶體諧振腔和信道分插濾波器”(專(zhuān)利號(hào)200410030016. 3)， “二維光子晶體腔及通路加/減濾波器”(專(zhuān)利號(hào)200410004875. 5)，“采用二維光子晶體的信道分插濾波器和信道監(jiān)視器”(專(zhuān)利號(hào)200410030017. 8)等，這些專(zhuān)利主要結(jié)構(gòu)與歐洲專(zhuān)利“Patent EP1136853”的類(lèi)似，利用微腔與波導(dǎo)的側(cè)向耦合實(shí)現(xiàn)多路濾波效果。專(zhuān)利號(hào) “01123957. 3”，名稱(chēng)“一種新型光子晶體波分復(fù)用器件”，為中科院物理所研究人員申請(qǐng)的專(zhuān)利，該專(zhuān)利只是提出一種結(jié)構(gòu)，沒(méi)有針對(duì)具體波段和特定材料。主要思想為設(shè)計(jì)并制備光子晶體彎曲波導(dǎo)陣列，單路到多路的光子晶體波導(dǎo)的分束器，實(shí)現(xiàn)單路波導(dǎo)到多路分支彎曲波導(dǎo)高透過(guò)率，然后在各分支中設(shè)置微腔，使得波導(dǎo)模被共振耦合出分支波導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)分波效果。該波導(dǎo)結(jié)構(gòu)因?yàn)樯婕?0度彎曲波導(dǎo)，一般彎曲波導(dǎo)本身透過(guò)率不高，導(dǎo)致該波分復(fù)用實(shí)際效率不高。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種適合于光子集成的、由光子晶體微腔和波導(dǎo)組合成的光子晶體波分復(fù)用器。( 二 )技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種光子晶體波分復(fù)用器，該光子晶體波分復(fù)用器采用三角晶格的二維光子晶體結(jié)構(gòu)，包括光子晶體輸入直波導(dǎo)1、60度斜向波導(dǎo)2、光子晶體微腔3和光子晶體輸出直波導(dǎo)4，其中，光信號(hào)由一路光子晶體輸入直波導(dǎo)1輸入，沿橫向傳輸約十幾個(gè)周期后，沿正三角60度角方向構(gòu)成60度斜向波導(dǎo)2，在靠近60度斜向波導(dǎo)2的橫向方向間隔三個(gè)孔位置去掉兩個(gè)或三個(gè)孔形成光子晶體微腔3，然后在留兩個(gè)或三個(gè)孔后再去掉該行的其他孔形成光子晶體輸出直波導(dǎo)4，構(gòu)成彎曲波導(dǎo)-微腔-直波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)；每?jī)陕废噜徫⑶?直波導(dǎo)之間間隔10-20行孔。上述方案中，該光子晶體波分復(fù)用器在光子晶體輸入直波導(dǎo)1與60度斜向波導(dǎo)2 交接處還具有一半徑可調(diào)小孔5，通過(guò)對(duì)該小孔5大小的優(yōu)化能夠提高彎曲波導(dǎo)的透過(guò)率。(三)有益效果1、本發(fā)明提供的光子晶體波分復(fù)用器，利用光子晶體直波導(dǎo)、彎曲波導(dǎo)和光子晶體微腔這三者的耦合實(shí)現(xiàn)濾波，選出特定波長(zhǎng)的信號(hào)，達(dá)到分波作用，每路輸出直波導(dǎo)分波波長(zhǎng)由相應(yīng)微腔兩側(cè)的小孔位置的微移實(shí)現(xiàn)。2、本發(fā)明提供的光子晶體波分復(fù)用器，具有可擴(kuò)展性，高效率，超小型的特點(diǎn)，可應(yīng)用于光通信和集成光路的分波合波場(chǎng)合。3、本發(fā)明主要集中在SOI基光子晶體微腔與波導(dǎo)耦合構(gòu)成的光子晶體波分復(fù)用器的研究，SOI材料可以實(shí)現(xiàn)與成熟的CMOS工藝技術(shù)的兼容，所研究的SOI基光子晶體波分復(fù)用器將來(lái)可能實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)的CMOS工藝制備，并利于與CMOS工藝研制的其他SOI器件的耦合集成。4、本發(fā)明提供的SOI基光子晶體波分復(fù)用器，具有透過(guò)率高，選頻特性好，與CMOS 工藝兼容等特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)小型光子集成的關(guān)鍵器件，我們?cè)谶@方面的探索將會(huì)推動(dòng)光子晶體器件的發(fā)展及其在光子集成方面的應(yīng)用。


為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明具體技術(shù)內(nèi)容，下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其中圖1是依照本發(fā)明實(shí)施例的四路光子晶體波分復(fù)用器的結(jié)構(gòu)示意圖。其中黑點(diǎn)代表空氣孔，空氣孔在SOI背景材料中排列成三角晶格陣列，在其中去掉部分孔分別構(gòu)成光子晶體輸入直波導(dǎo)1、60度斜向波導(dǎo)2、光子晶體微腔3、光子晶體輸出直波導(dǎo)4、在光子晶體輸入直波導(dǎo)1與60度斜向波導(dǎo)2交接處的半徑可調(diào)小孔5。圖2是圖1所示的四路光子晶體波分復(fù)用器的耦合對(duì)準(zhǔn)光路圖。圖3是圖1所示的四路光子晶體波分復(fù)用器的四信道分波光譜。圖4是圖1所示的四路光子晶體波分復(fù)用器中60度斜向波導(dǎo)2的透過(guò)光譜。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明提供的光子晶體波分復(fù)用器，采用不同晶格參數(shù)的光子晶體連續(xù)拼接在一起構(gòu)成光子晶體異質(zhì)結(jié)，在光子晶體異質(zhì)結(jié)中去掉一排空氣孔構(gòu)成光子晶體異質(zhì)結(jié)波導(dǎo)； 將光子晶體微腔設(shè)置在傳輸波導(dǎo)內(nèi)等方式實(shí)現(xiàn)微腔波導(dǎo)間共振耦合。理論上研究光子晶體微腔與光子晶體波導(dǎo)的耦合實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用方法，結(jié)構(gòu)上采用光子晶體異質(zhì)結(jié)波導(dǎo)與光子晶體微腔共振耦合方式實(shí)現(xiàn)光子晶體波分復(fù)用器。研究并掌握光子晶體微腔、光子晶體波導(dǎo)以及由微腔和波導(dǎo)構(gòu)成的波分復(fù)用器實(shí)現(xiàn)的工藝技術(shù)和表征方法，研制出光子晶體波分復(fù)用器，測(cè)試其信號(hào)復(fù)用和解復(fù)用特性。具體包括以下幾個(gè)方面一種光子晶體波導(dǎo)與微腔構(gòu)成的四路光子晶體波分復(fù)用器，如圖1所示，基于SOI 材料的光子晶體波分復(fù)用器，采用三角形晶格的光子晶體結(jié)構(gòu)，光由一路光子晶體輸入直波導(dǎo)ι輸入，沿橫向傳輸約十幾個(gè)周期后，沿正三角60度角方向構(gòu)成60度斜向波導(dǎo)2，在靠近60度斜向波導(dǎo)2的橫向方向間隔約三個(gè)孔位置去掉兩個(gè)或三個(gè)孔形成光子晶體微腔 3，然后在留兩個(gè)或三個(gè)孔后再去掉該行的其他孔形成光子晶體輸出直波導(dǎo)4，構(gòu)成彎曲波導(dǎo)-微腔-直波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)。每?jī)陕废噜徫⑶?直波導(dǎo)之間間隔10-20行孔。光子晶體孔半徑r為120. 75nm，周期345nnK2D FDTD)。光子晶體波分復(fù)用器所采用的光子晶體平板材料為S0I。其中光子晶體輸入直波導(dǎo)1與60度斜向波導(dǎo)2交接處設(shè)置一半徑可調(diào)小孔5，該孔5的半徑可調(diào)節(jié)，該孔5的孔徑為0. 875r，通過(guò)此孔5大小的優(yōu)化可以提高彎曲波導(dǎo)的透過(guò)率。每一路光子晶體輸入直波導(dǎo)1與60度斜向波導(dǎo)2交接處的光子晶體微腔3用來(lái)耦合濾波出特定波長(zhǎng)的信號(hào)，達(dá)到分波作用。四路微腔由下往上的孔微移量分別為0nm， 3. 45nm,6. 9nm, 10. 35nm。每路光子晶體輸出直波導(dǎo)分波波長(zhǎng)由相應(yīng)微腔兩側(cè)的小孔位置的微移實(shí)現(xiàn)，每路信號(hào)的線寬和透過(guò)率決定于微腔兩側(cè)孔的個(gè)數(shù)和兩側(cè)第一個(gè)微腔微移的距離大小。選擇一片SOI材料，頂層硅厚度在250nm，埋層SW2厚度為1_2微米。用丙酮-無(wú)水乙醇-去離子水清洗，烘干。在SOI材料上利用PECVD方法生長(zhǎng)一層100-200nm SiO2,然后利用勻膠機(jī)在SW2上甩上150-300nmPMMA電子束膠，采用電子束曝光技術(shù)在PMMA電子束膠上曝光光刻該版圖，利用顯影，定影方法在PMMA電子束膠上形成光子晶體波分復(fù)用器圖形。利用干法刻蝕工藝，ICP或RIE方法將在PMMA電子束膠上形成的光子晶體波分復(fù)用器圖形轉(zhuǎn)移到S^2層，然后再轉(zhuǎn)移到頂層硅層，在SOI材料中形成所需要的光子晶體波分復(fù)用器。在光子晶體波分復(fù)用器的入射端和出射端分別制作普通的耦合波導(dǎo)，一般制作成錐形或倒錐形波導(dǎo)，波導(dǎo)長(zhǎng)度約0. 5-lmm左右，用作耦合輸入或輸出光用。光子晶體波分用器制作好后，沿著入射波導(dǎo)端口和出射波導(dǎo)端口劃片分離，便于外部光源耦合輸入和耦合輸出探測(cè)。將波長(zhǎng)范圍在1500-1600nm附近的寬帶光源或可調(diào)諧激光用微透鏡光纖耦合到波分復(fù)用器的輸入端口。具體耦合對(duì)準(zhǔn)方法如圖2所示為將波分復(fù)用器樣品設(shè)置在一固定平臺(tái)(即樣品臺(tái))上，微透鏡光纖裝在五維調(diào)整架上對(duì)準(zhǔn)耦合，樣品出射端用一裝在五維調(diào)整架上的顯微物鏡將輸出光斑耦合到一紅外CXD進(jìn)行監(jiān)測(cè)，樣品上端和側(cè)向分別用白光照明并用CXD監(jiān)測(cè)。微調(diào)輸入端五維調(diào)整架，使得寬帶光源或近紅外激光耦合到光子晶體波導(dǎo)，通過(guò)紅外CXD監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)耦合光斑圓而集中，說(shuō)明近紅外光很好地耦合到光子晶體波導(dǎo)中，通過(guò)微調(diào)，使得光斑盡量大而亮。然后將輸出端監(jiān)測(cè)用顯微物鏡換為微透鏡光纖， 在CCD監(jiān)測(cè)下，將微透鏡光纖分別對(duì)準(zhǔn)如圖1所示的各路輸出波導(dǎo)，測(cè)得四路信道的輸出信號(hào)分別如圖3所示，分波波長(zhǎng)分別為:1549. 89nm, 1552. 88nm, 1555. 44nm, 1558. OOnm ；Q值最大為1900，信道最小間隔為3nm，實(shí)現(xiàn)了四路分波功能。測(cè)量得到60度斜向波導(dǎo)2的透射光譜如圖4所示，該光譜在平滑的透射譜曲線背景上有多個(gè)凹陷，這些凹陷對(duì)應(yīng)了圖3的各個(gè)透射峰，代表光子晶體彎曲波導(dǎo)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的信號(hào)被橫向微腔-直波導(dǎo)信道耦合分離。在本發(fā)明實(shí)施例中，是以四路光子晶體波分復(fù)用器為例進(jìn)行說(shuō)明的，在實(shí)際應(yīng)用中，該光子晶體波分復(fù)用器可以為4-10路(通道)光子晶體波分復(fù)用器，器件尺寸為 50-100 μ m2左右，采用微加工方法容易實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明實(shí)施例中，各分波通道的透過(guò)率即波分復(fù)用器的下載效率高于85%， 下載模式的半寬度小于等于lnm，各通道下載波長(zhǎng)間隔在lnm-50nm，工作于通信波段的 1550nm 附近。本發(fā)明提供的光子晶體波分復(fù)用器，波分復(fù)用通道可以沿著彎曲波導(dǎo)向上一直擴(kuò)展，根據(jù)需要可以擴(kuò)展多路，每路之間的下載能量沒(méi)有影響。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光子晶體波分復(fù)用器，其特征在于，該光子晶體波分復(fù)用器采用三角晶格的二維光子晶體結(jié)構(gòu)，包括光子晶體輸入直波導(dǎo)(1)、60度斜向波導(dǎo)O)、光子晶體微腔(3)和光子晶體輸出直波導(dǎo)G)，其中，光信號(hào)由一路光子晶體輸入直波導(dǎo)(1)輸入，沿橫向傳輸約十幾個(gè)周期后，沿正三角60度角方向構(gòu)成60度斜向波導(dǎo)0)，在靠近60度斜向波導(dǎo)(2) 的橫向方向間隔三個(gè)孔位置去掉兩個(gè)或三個(gè)孔形成光子晶體微腔(3)，然后在留兩個(gè)或三個(gè)孔后再去掉該行的其他孔形成光子晶體輸出直波導(dǎo)，構(gòu)成彎曲波導(dǎo)-微腔-直波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)；每?jī)陕废噜徫⑶?直波導(dǎo)之間間隔10-20行孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子晶體波分復(fù)用器，其特征在于，該光子晶體波分復(fù)用器在光子晶體輸入直波導(dǎo)(1)與60度斜向波導(dǎo)( 交接處還具有一半徑可調(diào)小孔(5)，通過(guò)對(duì)該小孔(5)大小的優(yōu)化能夠提高彎曲波導(dǎo)的透過(guò)率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光子晶體波分復(fù)用器，其特征在于，在該光子晶體波分復(fù)用器中，光子晶體孔半徑r為120. 75nm，周期345nm，小孔(5)的孔徑為0. 875r。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子晶體波分復(fù)用器，其特征在于，該光子晶體微腔(3)位于每路光子晶體輸入直波導(dǎo)(1)與60度斜向波導(dǎo)( 的交接處，用于耦合濾波出特定波長(zhǎng)的信號(hào)，達(dá)到分波作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光子晶體波分復(fù)用器，其特征在于，每路光子晶體輸入直波導(dǎo)(1)分波波長(zhǎng)由相應(yīng)光子晶體微腔C3)兩側(cè)的小孔位置的微移實(shí)現(xiàn)，每路光信號(hào)的線寬和透過(guò)率決定于光子晶體微腔( 兩側(cè)孔的個(gè)數(shù)和兩側(cè)第一個(gè)微腔微移的距離大小。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光子晶體波分復(fù)用器，其特征在于，該光子晶體波分復(fù)用器在進(jìn)行各路分波時(shí)，分波通道的透過(guò)率即波分復(fù)用器的下載效率高于85%，下載模式的半寬度小于等于lnm，各通道下載波長(zhǎng)間隔在50nm-lnm，工作于通信波段的1550nm附近。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子晶體波分復(fù)用器，其特征在于，該光子晶體波分復(fù)用器是基于SOI材料的光子晶體波分復(fù)用器，光子晶體材料為SOI，頂層硅厚度200-280納米，二氧化硅埋層厚度1-2微米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子晶體波分復(fù)用器，其特征在于，該光子晶體波分復(fù)用器具有的波分復(fù)用通道能夠沿著彎曲波導(dǎo)向上一直擴(kuò)展，根據(jù)需要能夠擴(kuò)展多路，每路之間的下載能量沒(méi)有影響。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子晶體波分復(fù)用器，其特征在于，該光子晶體波分復(fù)用器是4-10通道器件，其尺寸為50-100 μ m2，采用微加工方法實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光子晶體波分復(fù)用器，該光子晶體波分復(fù)用器采用三角晶格的二維光子晶體結(jié)構(gòu)，包括光子晶體輸入直波導(dǎo)、60度斜向波導(dǎo)、光子晶體微腔和光子晶體輸出直波導(dǎo)，其中，光信號(hào)由一路光子晶體輸入直波導(dǎo)輸入，沿橫向傳輸約十幾個(gè)周期后，沿正三角60度角方向構(gòu)成60度斜向波導(dǎo)，在靠近60度斜向波導(dǎo)的橫向方向間隔三個(gè)孔位置去掉兩個(gè)或三個(gè)孔形成光子晶體微腔，然后在留兩個(gè)或三個(gè)孔后再去掉該行的其他孔形成光子晶體輸出直波導(dǎo)，構(gòu)成彎曲波導(dǎo)-微腔-直波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)；每?jī)陕废噜徫⑶?直波導(dǎo)之間間隔10-20行孔。本發(fā)明利用光子晶體直波導(dǎo)、彎曲波導(dǎo)和光子晶體微腔這三者的耦合實(shí)現(xiàn)濾波，選出特定波長(zhǎng)的信號(hào)，達(dá)到分波作用。
文檔編號(hào)G02B6/122GK102495446SQ20111042447
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者許興勝 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所