高密度波導(dǎo)超晶格的轉(zhuǎn)彎裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高密度波導(dǎo)超晶格（間距可低至半波長(zhǎng)的波導(dǎo)陣列）的克服串?dāng)_的轉(zhuǎn) 彎問(wèn)題。
【背景技術(shù)】
[0002] 硅基光子學(xué)在低損耗、大規(guī)模光子集成領(lǐng)域擁有極大地潛力?，F(xiàn)有的硅基光子技 術(shù)還達(dá)不到每微米一根波導(dǎo)的集成度，或者雖然達(dá)到了高密度的光子集成但卻犧牲了其他 方面的性能，例如插損和串?dāng)_等。所以，尋找一種能夠在實(shí)現(xiàn)高集成度的目的的同時(shí)，對(duì)其 他方面性能的影響最低的方法是現(xiàn)在光子系統(tǒng)領(lǐng)域的中心議題。眾所周知，波導(dǎo)間距越小， 相互之間串?dāng)_越大，這是限制集成度提高的一個(gè)基本因素。盡管采用高折射率差的硅基波 導(dǎo)可以比較容易地將波導(dǎo)間距降低至幾微米而串?dāng)_并不明顯，但是在此基礎(chǔ)上繼續(xù)降低波 導(dǎo)間距會(huì)使得串?dāng)_激增到無(wú)法忍受的值。
[0003] 對(duì)于兩根波導(dǎo)，當(dāng)它們靠近時(shí)，它們的耦合常數(shù)一般用K表示。根據(jù)非對(duì)稱(chēng)波導(dǎo) 定向耦合器的光功率耦合公式[1]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于高密度波導(dǎo)超晶格轉(zhuǎn)彎的裝置，其特征是在高密度波導(dǎo)超晶格的末端，利 用一段包含彎曲波導(dǎo)的耦合結(jié)構(gòu)，將高密度波導(dǎo)超晶格拓寬為需求的較大間距的波導(dǎo)陣 列，利用彎曲波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)拐彎；再將前述耦合結(jié)構(gòu)逆向使用，將較大間距的波導(dǎo)陣列還原回高 密度波導(dǎo)超晶格。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)彎裝置，其特征是上述高密度波導(dǎo)超晶格中至少一個(gè)波導(dǎo) 的耦合結(jié)構(gòu)包含一個(gè)S形波導(dǎo)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)彎裝置，其特征是上述相鄰的S形波導(dǎo)的起點(diǎn)錯(cuò)開(kāi)一定距 離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的轉(zhuǎn)彎裝置，其中的S形波導(dǎo)包含第一段彎曲波導(dǎo)、一段直 波導(dǎo)與第二段彎曲波導(dǎo)或者是其中的S形波導(dǎo)包含第一段彎曲波導(dǎo)、與第二段彎曲波導(dǎo)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2-3之一所述的轉(zhuǎn)彎裝置，其中相鄰的S形波導(dǎo)的第一段彎曲波導(dǎo)的 起點(diǎn)錯(cuò)開(kāi)一定距離或其中相鄰的S形波導(dǎo)的起點(diǎn)錯(cuò)開(kāi)一定距離。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2-3之一所述的轉(zhuǎn)彎裝置，其中的S形波導(dǎo)包含一段余弦函數(shù)形狀的 波導(dǎo)。
7. -種用于高密度波導(dǎo)超晶格轉(zhuǎn)彎的裝置，其特征是在高密度波導(dǎo)超晶格的末端，每 個(gè)波導(dǎo)逐次開(kāi)始轉(zhuǎn)彎，相鄰波導(dǎo)的轉(zhuǎn)彎起點(diǎn)錯(cuò)開(kāi)一定距離。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7中所述的轉(zhuǎn)彎裝置，其特征是所述轉(zhuǎn)彎裝置與第二個(gè)相同的轉(zhuǎn)彎裝 置尾對(duì)尾相接使用，將波導(dǎo)陣列還原回高密度波導(dǎo)超晶格。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7中所述的裝置，在兩個(gè)轉(zhuǎn)彎裝置之間有一段直波導(dǎo)陣列或直波導(dǎo)超 晶格。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7中所述的轉(zhuǎn)彎裝置，其特征是高密度波導(dǎo)超晶格由于轉(zhuǎn)彎起點(diǎn)依 次錯(cuò)開(kāi)被拓寬為較大間距的波導(dǎo)陣列，用于耦合。
【專(zhuān)利摘要】最近，發(fā)明人有一種技術(shù)可以使得陣列波導(dǎo)間距在低至半波長(zhǎng)時(shí)串?dāng)_仍然很低。基本思路之一就是將波導(dǎo)陣列的各波導(dǎo)設(shè)計(jì)為不同寬度，將幾個(gè)不同寬度的波導(dǎo)形成一個(gè)波導(dǎo)子陣列。再將此波導(dǎo)子陣列周期性排列形成一個(gè)任意大的波導(dǎo)陣列，稱(chēng)為波導(dǎo)超晶格。發(fā)明人的研究表明，通過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)，即使波導(dǎo)間距低至半波長(zhǎng)，波導(dǎo)超晶格中任意波導(dǎo)間的串?dāng)_仍然很低。但在間距如此小的時(shí)候波導(dǎo)超晶格進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，從其中一個(gè)波導(dǎo)泄露出來(lái)的模場(chǎng)將與其他波導(dǎo)產(chǎn)生較強(qiáng)的耦合，從而使得串?dāng)_增大。在本發(fā)明中，發(fā)明人使用含有彎曲波導(dǎo)的特殊耦合結(jié)構(gòu)將高密度波導(dǎo)超晶格拓寬為間距較大的波導(dǎo)陣列后再進(jìn)行轉(zhuǎn)彎以及先使高密度波導(dǎo)超晶格依次錯(cuò)開(kāi)一定距離后再轉(zhuǎn)彎。這些方法使得高密度波導(dǎo)超晶格在轉(zhuǎn)彎時(shí)串?dāng)_很低。
【IPC分類(lèi)】G02B6-125
【公開(kāi)號(hào)】CN104849807
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510204660
【發(fā)明人】江偉, 劉昂
【申請(qǐng)人】南京大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年4月27日