[实用新型]一种波长可调的OADM器件

说明书

本实用新型涉及波长可调的OADM器件。本实用新型从下自上依次为衬底层、底层波导芯层、中层波导芯层、顶层电极层；底层波导芯层包括2×2多模干涉耦合器、锥形输出/输入波导；中层波导芯层包括Sisubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;光栅、锥形输入/输出波导、输入端/输出端直波导；本实用新型由Sisubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;光栅通过布拉格条件进行波长的分离，通过层间耦合实现信号交互；通过热光调制使Sisubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;光栅折射率发生变化，实现多种波长分离；通过结合多模干涉耦合器与布拉格光栅并构建双层结构，实现波长选择的功能并利用多模干涉耦合器进行不同通道的分光输出，且使用Sisubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;材料制作光栅相比Si材料所使用的光栅周期更长，在实际制造工艺上更简易。

技术领域

本实用新型涉及一种波长可调的OADM器件，属于半导体光信号传输技术领域。

背景技术

光网络实现了位于地球上大多数地方的信息的高容量互连。新服务和用户对带宽增长的需求刺激了光波行业的创新，包括将所有网络用户直接连接到千兆光链路的诱人前景。带宽需求的巨大增长正在将光纤基础设施的利用率推向极限。为了满足这一要求，将通信信道分配给光频谱中的分区已将波分复用技术(WDM)传输确立为增加容量的常规方法，它可将多种波长不同的载波信号在发送端经复用器汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输，在接收端经解复用器将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。在波分复用技术下在接入网中引入了光分插复用器(OADM)，实现光通道的选择性添加和过滤，并使实现网络功能的光学方法成为可能。由于光分插复用技器件利用低损耗，低成本无源器件即可实现这一功能成为应用热点。其中布拉格光栅因其可选择波长性在设计光分插复用器中而备受关注。布拉格光栅中心波长、周期可由用户选择，从而根据应用需求选择波长。

发明内容

基于以上需要，本实用新型提供一种波长可调的OADM器件，利用多模干涉耦合器的分光特性与光栅的分波特性达到波长选择利用的目的；通过使用Si₃N₄光栅，加长光栅周期降低了制作光栅时在制作工艺上的难度；通过层间耦合的信号交互形式在一定程度上减少了目前光栅型OADM器件的大尺寸问题；实现光网络光纤的容量增长。

本实用新型技术方案是：一种波长可调的OADM器件，结构从下自上依次为衬底层、底层波导芯层4、中层波导芯层5、顶层电极层6，各个层间均有包覆层隔开；所述底层波导芯层4包括2×2多模干涉耦合器Ⅰ1、2×2多模干涉耦合器II3、锥形输出波导X1、锥形输出波导X2、锥形输入波导X3、锥形输入波导X4；2×2多模干涉耦合器Ⅰ1分别与锥形输出波导X1、锥形输出波导X2连接，锥形输入波导X3、锥形输入波导X4分别与2×2多模干涉耦合器II3连接；

所述中层波导芯层5包括Si₃N₄光栅Ⅰ2、锥形输入波导Y1、锥形输入波导Y2、锥形输出波导Y3、锥形输出波导Y4、输入端直波导Z1、输入端直波导Z2、输出端直波导Z3、输出端直波导Z4、Si₃N₄光栅II7；

所述顶层电极层6中电极分布于2×2多模干涉耦合器Ⅰ1、2×2多模干涉耦合器II3的多模波导区Ⅰ15、多模波导区II35上方以及Si₃N₄光栅Ⅰ2上方；

所述2×2多模干涉耦合器Ⅰ1、2×2多模干涉耦合器II3分别位于中层波导芯层5首尾下方关于中层波导芯层5的中心呈对称分布；

锥形输入波导Y1、输入端直波导Z1、Si₃N₄光栅Ⅰ2、输出端直波导Z3、锥形输出波导Y3依次连接；

锥形输入波导Y2、输入端直波导Z2、Si₃N₄光栅II7、输出端直波导Z4、锥形输出波导Y4依次连接；