[发明专利]可见光合波器

说明书

技术领域

本发明属于集成光子器件技术领域，尤其涉及一种可见光合波器。

背景技术

激光显示采用高色饱和度的三基色激光作为显示光源，是继黑白显示、彩色显示、数字高清显示之后的第四代显示技术，由于激光显示具有色域范围广、寿命长、环保、节能等优点，被认为是显示领域的一次革命。使用三基色激光光源，需要合波系统，目前市场上主流的合波系统有空间光合波以及光纤熔融拉锥合波。空间光合波系统结构复杂，调整难度大，对器件的要求偏高，同时对环境稳定性的要求也很高，以至于成本整体偏高并且体积较大；而光纤熔融拉锥合波系统的结构相对简单，但是由于存在轴向损耗，所以在合波效率方面存在一定的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构紧凑、集成度高、工作效率较高的可见光合波器。

本发明是这样实现的，一种可见光合波器，所述可见光合波器包括至少两个级联的耦合器；各级耦合器一体成型。

进一步地，所述各级耦合器以波导结构形成于同一衬底上，所述波导结构包括折射率较高的芯层和折射率较低的包层。

所述可见光合波器用于可见光的分波、合波，所述芯层为SiC层，所述包层为SiO₂层。

进一步地，每级耦合器的第一端具有两波导端口，第二端具有一波导端口；且每级耦合器第二端的波导端口同时作为其下一级耦合器的第一端的一个波导端口。

进一步地，所述各级耦合器为多模干涉耦合器或定向耦合器。

进一步地，所述多模干涉耦合器的两个波导端口之间具有多模波导；对于处在第N级的多模干涉耦合器，其多模波导的长度L_MMI满足如下关系式：L_MMI=n₁3L_π1=n₂3L_π2=......=n_N3L_πN=n_N+13L_πN+1，其中，L_π1、L_π2、......、L_πN分别为第N级多模干涉耦合器第一端的一个波导端口输入/输出的N个波长所对应的拍长，L_πN+1为第N级多模干涉耦合器第一端另一个波导端口输入/输出的第N+1个波长所对应的拍长，n₁、n₂、......、n_N、n_N+1均为整数，且n₁、n₂、......、n_N为奇数而n_N+1为偶数，或者n₁、n₂、......、n_N为偶数而n_N+1为奇数。

进一步地，所述定向耦合器的两个波导端口之间具有定向耦合区；对于处在第M级的定向耦合器，其定向耦合区的长度L_D满足如下关系式：L_D=m₁L_C1=m₂L_C2=......=m_ML_CM=m_M+1L_CM+1，其中，L_C1、L_C2、......、L_CN分别为第M级定向耦合器第一端的一个波导端口输入/输出的M个波长所对应的耦合长度，L_CM+1为第M级定向耦合器第一端另一个波导端口输入/输出的第M+1个波长所对应的耦合长度，m₁、m₂、......、m_M、m_M+1均为整数，且m、m₂、......、m_M为奇数而m_M+1为偶数，或者m₁、m₂、......、m_M为偶数而m_M+1为奇数。

本发明提供的可见光合波器采用一体成型的波导结构，可实现两波长或三波长或更多波长的光信号的合成或分离。这种波导型光合波器具有结构简单紧凑，集成度高的特点，有利于激光光源的微型化和低成本。而且，因为本发明涉及的合波器是集成化的器件，不用分立器件的级联，分立器件级联会涉及到光能损失最终影响效率。