[实用新型]通带响应加宽的反射式阵列波导光栅波分复用器

说明书

技术领域

本实用新型平面光波导集成器件，具体涉及一种反射式阵列波导光栅器件。

背景技术

随着全球网络业务的飞速发展，人们对数据的需求急剧增加，对通信网的带宽和容量也提出了更高的要求。光通信技术凭借其巨大的潜在带宽资源，成为支撑通信业务量增长的重要通信技术之一。在光通信中，波分复用(WDM)技术是扩展现存光网络通信容量和通信速率的主要手段。越来越趋成熟的波分复用技术在建设具有美好应用前景的全光网络方面具有其他技术无法比拟的优势。

目前用于光通信的波分复用技术的一种核心集成光波导器件是阵列波导光栅(AWG，Arrayed Waveguide Grating)。阵列波导光栅具有设计灵活、插入损耗低、滤波性能好、长期稳定、易与光纤耦合等优点。此外，阵列波导光栅还比较容易与光放大器、半导体激光器等有源器件结合，实现单片集成，一块基片上可将几十甚至上千路光信号分离出来，具有巨大的潜在优势，因此，阵列波导光栅成为密集波分复用光网络中最理想的器件，是当今研究热点。对于在单个芯片上集成更多的器件从而降低芯片的成本，减小阵列波导光栅器件的尺寸具有重要意义。

平面光波导集成的阵列波导光栅由输入/输出波导、平板波导区和阵列波导组成，相邻阵列波导具有固定的长度差。其工作原理为：包含多个波长的光信号从输入波导进入到输入平板波导区，在平板波导中发生衍射，耦合进阵列波导，经阵列波导传输后，由于相邻的阵列波导具有相同长度差，在阵列波导与输出平板波导耦合区处，对于同一个波长的输出光具有相同的相位差，对于不同波长的光波具有不同的相位差，在输出平板波导区，输出光发生干涉聚焦到不同的输出光波导的端口位置。

目前针对阵列波导光栅，已有多种方案用于阵列波导的反射。一种方案为在阵列波导的端面镀上电介质或金属薄膜，J.B.D.Soole等人1996年提出在InP基AWG的解理面镀上金属反射覆盖层，输入/输出面也被解理镀上抗反射层。这种方案增加了器件制作工艺的复杂程度，并且端面反射面的粗糙度对AWG的性能会产生很大的影响。另一种方案是由Y.Ikuma等人在2007年提出的在阵列波导的末端连接环形反射镜，该环形反射镜由3dB耦合器及环形波导组成，但是器件尺寸仍然较大。另外，浙江大学2010年提出在AWG的阵列波导末端连接光子晶体，利用光子晶体的禁带效应进行反射。然而这种结构需要严格控制工艺过程和精度，以获得高反射率。

因此，本实用新型拟提出一种新的反射阵列波导光栅的方法，该方法不仅制作工艺简单，利于集成，还同时能增大器件的通道带宽。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种反射式阵列波导光栅波分复用器。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种反射式阵列波导光栅波分复用器，包括输入波导、平板波导区、阵列波导、反射器和输出波导；所述输入波导的入射光经平板波导区衍射后，被反射器反射，再经过平板波导区后，被输出波导接收；所述平板波导采用罗兰圆结构；

输入波导和输出波导位于平板波导区的同一侧，阵列波导位于平板波导区的另一侧；所述阵列波导由多根纳米线波导组成，每一根纳米线波导的一端与平板波导区相连，另一端与反射器相连。

优选的，所述反射器为环形波导，所述环形波导的两端分别与相邻的两根纳米线波导连接。

进一步优化的是，每个所述反射器还包括两个模式变换器，所述模式变换器为平面波导，模式变换器的宽度从一端到另一端的逐渐变化，宽度大的一端与宽波导相连，宽度小的一端与环形波导相连，所述宽波导为所述纳米线波导。

另一种优选的方式是，所述反射器为分布布拉格反射光栅，相邻两阵列波导为一组，长度相同。

每组相邻的波导具有相同的长度差ΔL。而传统阵列波导光栅是每根相邻阵列波导都有相同的长度差。

本实用新型的反射式阵列波导光栅波分复用器，解决了制作工艺步骤复杂以及反射率受到一定波长范围限制的问题，同时反射设计可以增大器件的通道带宽，放宽对光通信系统中其他器件的要求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。

图1是本实用新型器件方案1的结构示意图。

图2是本实用新型器件方案2的结构示意图。

图3是本实用新型器件方案3的结构示意图。

图4是本实用新型器件方案1中半圆形环形波导的结构示意图。

图5是本实用新型器件方案2中大于180度环形波导的结构示意图。