高密度波導(dǎo)超晶格的耦合裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高密度波導(dǎo)超晶格（尤其是間距可低至半波長(zhǎng)的波導(dǎo)陣列）的耦合問 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)稱波導(dǎo) 定向耦合器的光功率耦合公式[1]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 高密度波導(dǎo)超晶格的耦合裝置，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)超晶格拓寬為所需求的較大間距的波導(dǎo)陣列；相鄰 的彎曲波導(dǎo)的起點(diǎn)錯(cuò)開。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密度波導(dǎo)超晶格的耦合裝置，其特征是至少一個(gè)波導(dǎo)的耦 合結(jié)構(gòu)的彎曲波導(dǎo)包含一個(gè)S形波導(dǎo)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高密度波導(dǎo)超晶格的耦合裝置，其特征是上述相鄰的S形波 導(dǎo)的起點(diǎn)錯(cuò)開一定距離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高密度波導(dǎo)超晶格的耦合裝置，其特征是所述的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2-4之一所述的高密度波導(dǎo)超晶格的耦合裝置，其特征是其中相鄰的 S形波導(dǎo)的第一段彎曲波導(dǎo)的起點(diǎn)錯(cuò)開一定距離或其中相鄰的S形波導(dǎo)的起點(diǎn)錯(cuò)開一定距 離。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2-3之一所述的高密度波導(dǎo)超晶格的耦合裝置，其特征是其中的S形 波導(dǎo)包含一段余弦函數(shù)形狀的波導(dǎo)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的高密度波導(dǎo)超晶格的耦合裝置，其特征是當(dāng)高密度波 導(dǎo)超晶格的各波導(dǎo)寬度不相同時(shí)，利用錐形波導(dǎo)將波導(dǎo)寬度轉(zhuǎn)化為需求值，通常選擇某一 統(tǒng)一值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的高密度波導(dǎo)超晶格的耦合裝置，其特征是當(dāng)高密度波 導(dǎo)超晶格的各波導(dǎo)高度不相同時(shí)，利用錐形波導(dǎo)將波導(dǎo)高度轉(zhuǎn)化為需求值，通常選擇某一 統(tǒng)一值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的高密度波導(dǎo)超晶格的耦合裝置，其特征是當(dāng)高密度波 導(dǎo)超晶格的各波導(dǎo)間的間距不相同時(shí)，利用選擇合適的彎曲波導(dǎo)和直波導(dǎo)，將波導(dǎo)間距轉(zhuǎn) 化為需求值，選擇某一統(tǒng)一值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的高密度波導(dǎo)超晶格的耦合裝置，其特征是所述波導(dǎo) 結(jié)構(gòu)是通道波導(dǎo)、脊形波導(dǎo)、嵌入式條形波導(dǎo)中的一種；所述波導(dǎo)芯的材料包含硅，砷化鎵、 磷化銦、氮化硅、氮氧化硅、摻鍺的二氧化硅、或高分子材料中的至少一種；波導(dǎo)包層材料包 含二氧化娃、砷化鎵、磷化銦、氮化娃、氮氧化娃、高分子材料、氮?dú)饣蚩諝庵械闹辽僖环N。
【專利摘要】高密度波導(dǎo)超晶格的耦合裝置，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)超晶格拓寬為所需求的較大間距的波導(dǎo)陣列；相鄰的彎曲波導(dǎo)的起點(diǎn)錯(cuò)開。至少一個(gè)波導(dǎo)的耦合結(jié)構(gòu)的彎曲波導(dǎo)包含一個(gè)S形波導(dǎo)。利用含有彎曲波導(dǎo)的特殊耦合結(jié)構(gòu)將高密度波導(dǎo)超晶格拓寬為需求的間距較大的波導(dǎo)陣列，從而利用現(xiàn)有常用的方法實(shí)現(xiàn)與間距較大的波導(dǎo)陣列或光纖陣列的耦合。
【IPC分類】G02B6-26
【公開號(hào)】CN104849811
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510204763
【發(fā)明人】江偉
【申請(qǐng)人】南京大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年4月27日