[发明专利]一种光可调与波分复用集成结构

说明书

本申请公开了一种光可调与波分复用集成结构，该结构包括：光可调与波分复用集成结构由SOI晶圆加工而成，SOI晶圆包括基底硅、埋氧层和器件层，其中，在器件层加工出如下结构：刻蚀衍射光栅，用于将光进行衍射后输出，其中，经刻蚀衍射光栅后的不同波长的光在平板波导中获得不同的相位延迟，并聚焦在不同的输出波导位置；可调光衰减结构，用于对来自刻蚀衍射光栅的光进行调节；热隔离槽，在刻蚀衍射光栅和可调光衰减结构之间，用于进行对刻蚀衍射光栅和可调光衰减结构进行热隔离。通过本申请解决了现有技术中光波分复用所存在的问题，从而在同一衬底材料上实现光功率连续可调和不同波长的光进行合束。

技术领域

本申请涉及到光芯片领域，具体而言，涉及一种光可调与波分复用集成结构。

背景技术

图1是根据现有技术的DWDM解决方案的示意图，如图1虚线框中的VMUX，如图1所示，密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing，简称为DWDM)技术是利用单模光纤的带宽以及低损耗的特性，采用多个波长作为载波，允许各载波信道在同一光纤内同时传输。与通用的单信道系统相比，DWDM不仅极大地提高了网络系统的通信容量，且充分利用了光纤的带宽，具有扩容简单和性能可靠等诸多优点。DWDM是在上世纪90年代中期发明的，目前DWDM技术可实现超远超长距离传输，无电中继传输距离达到3000km，在实验室已经达到10000km。中继传输需要对光信号进行放大，但不同光波长的光放大倍数可能不一，导致各波长光功率大小不一，在传输之前必须对光功率进行调整，以实现各信道光功率大小一致，图为DWDM典型超长距离传输解决方案，VMUX即为可调与波分复用器件。

光可调与波分复用芯片是密集波分复用系统的关键之一，目前主要分立光芯片封装组合和集成光芯片两种方式，该芯片主要包括波分复用和光功率可调两部分，分别实现不同波长的光合束和各波长光功率大小可调，要求低的传输损耗、低的偏振相关损耗以及热不敏感。

下面分别就光可调与波分复用整体器件、波分复用单元和光功率可调单元分别介绍其目前技术的缺陷。

整体芯片/器件方面：

专利ZL201811562327.2(一种可调光功率波分复用器及其制备方法)提出了一种可调光功率波分复用器及其制备方法，图2是根据现有技术的可调光功率波分复用器的示意图，如图2所示，主要由阵列波导光栅和可调光衰减器两个光器件及控制电路组装而成。属分立光芯片封装组合而成，体积大，光可调响应慢等缺点。

专利ZL201710326987.X(一种单片集成的可调光功率解复用器及制作方法)提出了一种单片集成的可调光功率解复用器及制作方法，图3是根据现有技术中的单片集成的可调光功率解复用器的示意图，如图3所示，光功率可调是通过热调马赫曾德尔干涉仪实现，波分复用是通过阵列波导光栅来实现，两者通过阵列2连接。属集成光器件，但光可调响应慢等缺点。

实用新型201120568388.7(一种可调衰减波分复用模块)提出了一种可调衰减波分复用模块，图4是根据现有技术中的可调衰减波分复用模块的示意图，如图4所示，包括一阵列波导光栅、一隔离器和一可调光衰减器阵列光耦合连接。属分立光芯片封装组合而成，且体积大，光可调响应慢等缺点。

波分复用方面：

集成光学类型的波分复用从功能结构上主要有阵列波导光栅和刻蚀衍射光栅两种结构，阵列波导光栅包括输入/输出阵列光波导、输入/输出平板波导和阵列波导构成，两者均是基于罗兰圆结构，图5是根据现有技术中的陈列波导光栅输入/输出的示意图，如图5所示，阵列波导光栅的输入/输出光波导分别位于两个对称的罗兰圆上，图6是根据现有技术中刻蚀衍射光栅的示意图，如图6所示，刻蚀衍射光栅的输入/输出均位于同一罗兰圆上。