一種適用于波分復用技術的探測器結構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種適用于波分復用技術的探測器結構，屬于光電【技術領域】，由2個或2個以上相同大小的扇形結構或扇環(huán)結構前后拼接成一個螺旋形微腔結構，每個扇形或扇環(huán)結構均設有一個用于連接入射波的凹槽，作為各路通道信號的輸入接口；上述凹槽的開口方向相同，都統(tǒng)一沿著順時針或者逆時針方向，確保入射信號光被限制在微腔內。每個通道對應一個微腔諧振波長，通過一個單一探測器，可以探測多路信號光，從而大大降低了成本。通過設計微米量級的微腔結構，使得RC延遲降低，從而大大提高探測器的帶寬。由于所有的凹槽開口都在同一方向，輸入的信號光沒有輸出通道。因此所有信號光都被限制在微腔之中，直至被完全吸收，從而提高探測器的靈敏度。
【專利說明】一種適用于波分復用技術的探測器結構
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種探測器，特別是涉及一種適用于波分復用技術的探測器結構，屬于光電【技術領域】。
【背景技術】
[0002]波分復用技術(wavelength-divisionmultiplexing, WDM)是將一系列載有信息、但波長不同的光信號合成一束，沿著單根光纖傳輸；在接收端再用某種方法，將各個不同波長的光信號分開的通信技術。這種技術可以同時在一根光纖上傳輸多路信號，每一路信號都由某種特定波長的光來傳送。
[0003]目前，在現(xiàn)有技術中，波分復用技術主要采用獨立的II1-V族材料探測器，該類探測器雖然工作頻率可以很高，至少是40GHz以上，但缺點就是昂貴的材料價格以及加工成本。而作為片上光互連經常用到的硅基探測器，基本上采用波導結構，即把鍺材料通過選擇性外延生長到硅波導上面，通過衰逝波耦合達到探測效果。因此，為了能最大限度吸收入射光，探測器面積就會比較大，因此RC延遲會比較長，探測速度就不會太高。此外，目前常用的探測器只設有一個探測通道，使用時，需要多個獨立的探測器探測不同通道的信號光，從而使得成本增加，而且功耗也較高。
[0004]針對上述缺陷，本發(fā)明人對此進行研究，專門開發(fā)出一種適用于波分復用技術的探測器結構，本案由此產生。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種適用于波分復用技術的探測器結構，所述探測器結構具有多個入射通道，可以同時探測多路信號。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
一種適用于波分復用技術的探測器結構，由2個或2個以上相同大小的扇形結構或扇環(huán)結構前后拼接成一個螺旋形微腔結構，每個扇形或扇環(huán)結構均設有一個用于連接入射波的凹槽，作為各路通道信號的輸入接口 ；上述凹槽的開口方向相同，都統(tǒng)一沿著順時針或者逆時針方向，確保入射信號光被限制在微腔內。
[0007]作為優(yōu)選，所述適用于波分復用技術的探測器結構由2個相同大小的半圓形結構拼接而成。
[0008]作為優(yōu)選，所述適用于波分復用技術的探測器結構由4個相同大小的扇形結構拼接而成。
[0009]作為優(yōu)選，所述適用于波分復用技術的探測器結構由8個相同大小的扇形結構拼接而成。
[0010]采用上述微盤型多槽螺旋形微腔結構，使微腔的腔模與通道波長重合，通道間隔就是微腔模式的自由譜寬，任一凹槽通道輸入的信號光都能和微腔諧振，從而使信號光得至IJ增強。[0011]作為優(yōu)選，所述適用于波分復用技術的探測器結構由2個相同大小的半圓環(huán)結構拼接而成。
[0012]作為優(yōu)選，所述適用于波分復用技術的探測器結構由4個相同大小的扇環(huán)結構拼接而成。
[0013]作為優(yōu)選，所述適用于波分復用技術的探測器結構由8個相同大小的扇環(huán)結構拼接而成。
[0014]采用上述多槽螺旋形微環(huán)結構，區(qū)別于微盤結構，微環(huán)結構是單模工作，即在一個自由譜寬的范圍內，只有一個縱模。因此模式特性比微盤結構要簡單得多。然而微環(huán)的模式品質因子要比微盤的低。因此，信號光的腔增強效應就會比較弱。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所提出這種應用于波分復用技術的探測器結構具有以下優(yōu)點:
1)每個通道對應一個微腔諧振波長，通過一個單一探測器，可以探測多路信號光，從而大大降低了成本；
2)通過設計微米量級的的微腔結構，使得RC延遲降低，從而大大提高探測器的帶寬；
3)由于所有的凹槽開口都在同一方向，輸入的信號光沒有輸出通道。因此所有信號光都被限制在微腔之中，直至被完全吸收，從而提高探測器的靈敏度；
4)由于信號光波長和微腔諧振波長重合，信號光通過強增強效應得到了放大。
[0016]以下結合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為實施例1雙通道探測器的微腔結構示意圖；
圖2為實施例1數(shù)值模擬的微盤模式分布以及場分布；
圖3為實施例2四通道探測器的微腔結構示意圖；
圖4為實施例3八通道探測器的微腔結構示意圖；
圖5為實施例3微盤模式分布示意圖；
圖6為實施例4雙通道探測器微腔結構示意圖；
圖7為實施例5四通道探測器微腔結構示意圖；
圖8為實施例6八通道探測器微腔結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1-2所示，一種適用于波分復用技術的探測器結構，由2個相同大小的半圓形結構I前后拼接成一個螺旋形微腔結構，每個半圓形結構I的外壁上均設有一個用于連接入射波的凹槽11，作為各路通道信號的輸入接口 ；上述凹槽11的開口方向相同，都統(tǒng)一沿著順時針或者逆時針方向，確保入射波導12的入射信號光被限制在微腔內。上述探測器結構為微盤形，采用雙槽螺旋形微腔結構，使微腔的腔模與通道波長重合，通道間隔就是微腔模式的自由譜寬，任一凹槽通道輸入的信號光都能和微腔諧振，從而使信號光得到增強。
[0019]實施例2:
如圖3所示，一種適用于波分復用技術的探測器結構，由4個相同大小的扇形結構2前后拼接成一個螺旋形微腔結構，每個扇形結構2的外壁上均設有一個用于連接入射波的凹槽21，作為各路信號的輸入接口 ；上述凹槽21的開口方向相同，都統(tǒng)一沿著順時針或者逆時針方向，確保入射波導22的入射信號光被限制在微腔內。上述探測器結構為微盤形，采用四槽螺旋形微腔結構，使微腔的腔模與通道波長重合，通道間隔就是微腔模式的自由譜寬，任一凹槽通道輸入的信號光都能和微腔諧振，從而使信號光得到增強。
[0020]實施例3:
如圖4所示，一種適用于波分復用技術的探測器結構，由8個相同大小的扇形結構3前后拼接成一個螺旋形微腔結構，每個扇形結構3的外壁上均設有一個用于連接入射波的凹槽31，作為各路信號的輸入接口 ；上述凹槽31的開口方向相同，都統(tǒng)一沿著順時針或者逆時針方向，確保入射波導32的入射信號光被限制在微腔內。上述探測器結構為微盤形，采用八槽螺旋形微腔結構，使微腔的腔模與通道波長重合，如圖5所示，通道間隔就是微腔模式的自由譜寬，任一凹槽通道輸入的信號光都能和微腔諧振，從而使信號光得到增強。微腔腔模的具體設計需要同時考慮微腔半徑，凹槽尺寸等的影響，通過數(shù)值模擬加以優(yōu)化。
[0021]實施例4:
如圖6所示，一種適用于波分復用技術的探測器結構，由2個相同大小的半圓環(huán)結構4前后拼接成一個螺旋形微腔結構，每個半圓環(huán)結構4的外壁上均設有一個用于連接入射波的凹槽41,作為各路信號的輸入接口 ；上述凹槽41的開口方向相同，都統(tǒng)一沿著順時針或者逆時針方向，確保入射波導42的入射信號光被限制在微腔內。上述探測器結構為微環(huán)形，采用雙槽螺旋形微腔結構，使微腔的腔模與通道波長重合，通道間隔就是微腔模式的自由譜寬，任一凹槽通道輸入的信號光都能和微腔諧振，從而使信號光得到增強。微環(huán)結構是單模工作，即在一個自由譜寬的范圍內，只有一個縱模。因此模式特性比微盤結構要簡單得多。然而微環(huán)的模式品質因子要比微盤的低，因此，信號光的腔增強效應就會比較弱。
[0022]實施例5:
如圖7所示，一種適用于波分復用技術的探測器結構，由4個相同大小的扇環(huán)結構5前后拼接成一個螺旋形微腔結構，每個扇環(huán)結構5的外壁上均設有一個用于連接入射波的凹槽51，作為各路信號的輸入接口 ；上述凹槽的開口方向相同，都統(tǒng)一沿著順時針或者逆時針方向，確保入射波導52的入射信號光被限制在微腔內。上述探測器結構為微環(huán)形，采用四槽螺旋形微腔結構，使微腔的腔模與通道波長重合，通道間隔就是微腔模式的自由譜寬，任一凹槽通道輸入的信號光都能和微腔諧振，從而使信號光得到增強。微環(huán)結構是單模工作，即在一個自由譜寬的范圍內，只有一個縱模。因此模式特性比微盤結構要簡單得多。然而微環(huán)的模式品質因子要比微盤的低，因此，信號光的腔增強效應就會比較弱。
[0023]實施例6:
如圖8所示，一種適用于波分復用技術的探測器結構，由8個相同大小的扇環(huán)結構6前后拼接成一個螺旋形微腔結構，每個扇環(huán)結構6的外壁上均設有一個用于連接入射波的凹槽61，作為各路信號的輸入接口 ；上述凹槽61的開口方向相同，都統(tǒng)一沿著順時針或者逆時針方向，確保入射波導62的入射信號光被限制在微腔內。上述探測器結構為微環(huán)形，采用八槽螺旋形微腔結構，使微腔的腔模與通道波長重合，通道間隔就是微腔模式的自由譜寬，任一凹槽通道輸入的信號光都能和微腔諧振，從而使信號光得到增強。微環(huán)結構是單模工作，即在一個自由譜寬的范圍內，只有一個縱模。因此模式特性比微盤結構要簡單得多。然而微環(huán)的模式品質因子要比微盤的低，因此，信號光的腔增強效應就會比較弱。[0024]上述實施例和圖式并非限定本發(fā)明的產品形態(tài)和式樣，任何所屬【技術領域】的普通技術人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。
【權利要求】
1.一種適用于波分復用技術的探測器結構，其特征在于:由2個或2個以上相同大小的扇形結構或扇環(huán)結構前后拼接成一個螺旋形微腔結構，每個扇形或扇環(huán)結構均設有一個用于連接入射波的凹槽，作為各路通道信號的輸入接口 ；上述凹槽的開口方向相同，都統(tǒng)一沿著順時針或者逆時針方向，確保入射信號光被限制在微腔內。
2.如權利要求1所述的一種適用于波分復用技術的探測器結構，其特征在于:所述適用于波分復用技術的探測器結構由2個相同大小的半圓形結構拼接而成。
3.如權利要求1所述的一種適用于波分復用技術的探測器結構，其特征在于:所述適用于波分復用技術的探測器結構由4個相同大小的扇形結構拼接而成。
4.如權利要求1所述的一種適用于波分復用技術的探測器結構，其特征在于:所述適用于波分復用技術的探測器結構由8個相同大小的扇形結構拼接而成。
5.如權利要求2或3或4所述的一種適用于波分復用技術的探測器結構，其特征在于:上述微腔的腔模與通道波長重合，通道間隔為微腔模式的自由譜寬。
6.如權利要求1所述的一種適用于波分復用技術的探測器結構，其特征在于:所述適用于波分復用技術的探測器結構由2個相同大小的半圓環(huán)結構拼接而成。
7.如權利要求1所述的一種適用于波分復用技術的探測器結構，其特征在于:所述適用于波分復用技術的探測器結構由4個相同大小的扇環(huán)結構拼接而成。
8.如權利要求1所述的一種適用于波分復用技術的探測器結構，其特征在于:所述適用于波分復用技術的探測器結構由8個相同大小的扇環(huán)結構拼接而成。
【文檔編號】H04B10/07GK103716088SQ201310714019
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權日:2013年12月23日
【發(fā)明者】王苗慶, 羅賢樹 申請人:紹興中科通信設備有限公司