[发明专利]优化输入端的低窜扰平顶型波分复用器件

权利要求书

1.优化输入端的低窜扰平顶型波分复用器件，它包括输入波导(1)，自由扩散区(2)，刻蚀凹面光栅(3)，输出波导阵列(4)，其特征在于：在输入波导(1)的末端接有带有预展宽输入的曲线型多模干涉部件(5)。

2.根据权利要求，所述的优化输入端的低窜扰平顶型波分复用器件，其特征在于预展宽区域尺寸的确定：

预展宽的最终目的是要出现高阶模次，改变模场分布，因此，通过BPM模拟分析这一过程里的模场分布，找到使得展宽模场边缘下降最陡的结构参数，

在任一截面上预展宽区域的宽度可以表示为： d ( z ) = d 2 + ( d 1 - d 2 ) ( 1 - z L 1 ) ]]>其中z是传输方向，d₁、d₂分别为预展宽区域首尾宽度，L₁是预展宽区域的长度。 C = λ π · ( n c n r ) 2 σ ( n r 2 - n c 2 ) ( - 1 / 2 ) , ]]>其中

则可以表示预展宽区域的设计长度为： L 1 = 3 8 L πeff = n r 2 λ ( d 2 + C ) ( d 1 + C ) ]]>其中包层折射率n_c，芯层折射率n_r，中心波长λ，L_πeff为拍长；

从上面的分析看出，预展宽区域的三个参数d₁，d₂，L₁中，长度L₁是初始端宽度d₁和末端的宽度d₂的函数，因此，只需要确定预展宽区域的宽度d₁和d₂，先固定初始宽度为d₁，找出合适的末端宽度d₂，依据计算光谱和插入损耗的方法，分别找出不同宽度下面d₂和品质因数、插入损耗的关系，作出曲线，随着d₂的增大，品质因数和插入损耗都会随之增大，目的是要得到品质因数尽量大，而插入损耗相对小的设计结构，所以根据实际带宽需要，综合两者选出最为合适的d₂大小。

3.根据权利要求1所述的优化输入端的低窜扰平顶型波分复用器件，其特征在于所说的曲线型多模干涉区为抛物线型干涉区，其结构设计：

初始宽度d₃的优化其主要衡量指标是平坦化频谱的品质因数，其大小为1dB带宽与33dB带宽的比值，在给定的预展宽宽度d₂下，改变初始干涉区宽度d₃，做出d₃随品质因数的变化关系曲线，则相应能找到一个最优的初始宽度d₃，此时品质因数具有最大值，此时对应的d₃大小为设计最佳值；

抛物线线形和干涉区长度L₂的优化调节能有效地消除带通纹波，在上述干涉区初始宽度d₃已经确定的情况下，抛物线必然经过其边缘点，同时其对称轴必然为器件中心对称轴，因此，决定抛物线线形的三个参数只剩下了一个，通过改变该参数，能得到相对最小的带通纹波，另外在干涉区成像点附近进一步优化长度L₂，同样能找到更加好的干涉区长度L₂，使得带通纹波最小，1dB带宽最大。