[发明专利]无热阵列波导光栅

说明书

本发明提供一种无热阵列波导光栅，在阵列波导中，相邻的阵列波导具有不同的波导长度，对应的相邻的阵列波导具有不同的波导宽度，且阵列波导的波导宽度随阵列波导的波导长度的增加而减小，通过改变阵列波导的波导宽度，实现阵列波导光栅的无热化，无需外部供能，就能维持较好的温度稳定性，是一种无源器件，可以极大的降低系统维护成本；设计和工艺简单，无需后处理工艺，能适应大规模量产及商业化，且性能稳定；具有良好的工艺兼容，可采用标准的CMOS加工；能够实现多通道数的波分复用。本发明的无热阵列波导光栅在整体上保证相邻阵列波导的光程差固定的前提下，可实现中心波长温度不敏感。

技术领域

本发明属于光通信与集成光学领域，涉及一种无热阵列波导光栅。

背景技术

随着5G互联网的发展，人们对数据传输的需求量越来越大。光通信已经成为目前网络信息传输的主要方法，但是近年来数据传输需求量增长非常快。为了提升网络传输带宽、降低网络数据传输成本，波分复用系统已经成为提升网络带宽的主要解决方案。

目前，实现波分复用的方法主要有两种：一种是基于几何光学透镜系统制作的波分复用器件，另一种是基于集成光学制作的波分复用器件。其中，基于几何光学透镜系统制作的波分复用器件，虽然容易实现，但是具有器件尺寸大、系统稳定性差等缺点，而基于集成光学制作的波分复用器件，则具有器件尺寸小、性能稳定性好、成本低廉的优点，因此基于集成光学制作的波分复用器件更适合大批量自动化生产。

基于集成光学制作的波分复用器件主要为阵列波导光栅(Arrayed waveguidegrating AWG)。其中，基于集成光学制作的波分复用器件中，由于材料本身具有热光效应，材料的折射率会随着温度的变化而变化，因此使得AWG通常具有温度敏感性，中心波长会随温度的变化发生漂移现象，因此，为了维持器件的温度稳定性，通常需要额外设置温度电路控制系统。

在现代通信中，网络运营商更希望建立低维护成本的无源光网络，所以设计制作无热的无源AWG器件是实现集成AWG商业化的关键点，虽然现阶段已经提出了很多无热化方案，主要包括：基于金属补偿结构，基于负温度系数材料。然而，这两种方法虽然都有较好的温度稳定性控制效果，但是对于像SOI，SIN集成光学工艺而言，这两种方法无法与传统的CMOS工艺兼容，没办法快速大批量生产。

随着通信系统对小型化、低能耗、大带宽的需求提升，集成光学技术将是未来光通信发展的主要方向之一，且片上无热是无源AWG走向商业化的关键技术点。

因此，提供一种无热阵列波导光栅，实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种无热阵列波导光栅，用于解决现有技术中无热阵列波导所面临的上述一系列的制备问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种无热阵列波导光栅，所述无热阵列波导光栅包括：

输入平板波导；

输出平板波导；

阵列波导，所述阵列波导连接所述输入平板波导及输出平板波导，且相邻的所述阵列波导具有不同的波导长度，对应的相邻的所述阵列波导具有不同的波导宽度，且所述阵列波导的波导宽度随所述阵列波导的波导长度的增加而减小；

输入波导，所述输入波导与所述输入平板波导相连接；

输出波导，所述输出波导与所述输出平板波导相连接。

可选地，所述阵列波导包括矩形波导、脊型波导及离子扩散型波导中的一种。

可选地，所述阵列波导的形貌包括马鞍形或三段式形貌。

可选地，当所述阵列波导的形貌采用马鞍形时，所述阵列波导包括在弯曲传输部采用单模矩形波导及在直线传输部采用脊型直波导中的一种或组合。