CN111338028A - 一种新型的硅基波分复用器结构 - Google Patents
一种新型的硅基波分复用器结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111338028A CN111338028A CN202010220368.4A CN202010220368A CN111338028A CN 111338028 A CN111338028 A CN 111338028A CN 202010220368 A CN202010220368 A CN 202010220368A CN 111338028 A CN111338028 A CN 111338028A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- area
- waveguide
- curved waveguide
- region
- division multiplexer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/125—Bends, branchings or intersections
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
本发明涉及通信设备技术领域，具体涉及一种新型的硅基波分复用器结构，包括一曲率半径连续变化的弯曲波导，所述弯曲波导包括：第一区域；第二区域，与所述第一区域连接，所述第二区域与所述第一区域镜像对称设定，所述第一区域和所述第二区域45°弯曲设定；所述弯曲波导的曲率根据欧拉螺线进行变化，自第一端向第二端先逐渐减小后逐渐增大。本发明引入曲率连续变化的弯曲波导来代替现有的弯曲波导，在不影响器件性能的情况下大大减小了器件尺寸；提出通过采用弯曲波导和直波导走线对波分复用器进行充分的布局和设计，使器件更集成化；通过在不影响器件性能的情况下减小器件占用面积，从而进一步降低成本，适用于大规模量产。
Description
技术领域
本发明涉及通信设备技术领域，尤其涉及一种新型的硅基波分复用器结构。
背景技术
长距离、大容量、高速率的波分复用光纤通信系统的飞速发展在满足人们对通信带宽迫切需求的同时，也对作为其物理基础的光电子器件提出了越来越高的要求。硅光电子芯片凭借成熟的CMOS工艺可以实现各种光器件的开发和集成，是目前研究的热点。在波分复用光纤通信系统中，典型的光波分复用器/解复用器主要有光栅型、阵列波导型以及基于马赫增得干涉仪级联的滤波器型。但是光栅型主要缺点是体积较大，阵列波导型带宽小、通带内频率响应不够平坦，需要温度补偿，使用时比较麻烦。而基于马赫增得干涉仪级联的滤波器型以插损小、串扰小以及通带内频率响应平坦等优良的性能广泛应用在波分复用光纤通信系统中，但是该器件目前设计出来的体积仍然较大。因此，如何低成本地在不影响器件性能指标的情况下使波分复用器件小型化是亟待解决的技术难题。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种新型的硅基波分复用器结构。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案实现：
一种新型的硅基波分复用器结构，包括一曲率半径连续变化的弯曲波导，所述弯曲波导包括：
第一区域；
第二区域，与所述第一区域连接，所述第二区域与所述第一区域镜像对称设定，所述第一区域和所述第二区域45°弯曲设定；
所述弯曲波导的曲率根据欧拉螺线进行变化，自第一区域下端向第二区域上端先逐渐减小后逐渐增大。
优选的，所述欧拉螺线如下式所示：
R＝S/(2θ)
其中，R为所述弯曲波导的曲率半径；S为沿螺线的长度，θ为所述弯曲波导的角度。
优选的，所述第一区域的下端和所述第二区域上端的曲率为无穷大。
优选的，所述弯曲波导可用于马赫增得干涉仪中定向耦合器耦合区中的弯曲波导部分和马赫增得干涉仪之间的级联。
优选的，所述马赫增得干涉仪之间的级联可采用所述弯曲波导与一直波导进行走线，使所述弯曲波导与所述直波导相互嵌套排布。
优选的，所述马赫增得干涉仪中定向耦合器的耦合区采用所述弯曲波导时，需对所述定向耦合器的耦合长度进行重新设定。
优选的，所述定向耦合器的耦合区采用所述弯曲波导与一预设弯曲波导组合时，所述弯曲波导与所述预设弯曲波导组合构成一90°的弯曲。
其有益效果在于：
本发明创新地在MZI结构中引入曲率连续变化的弯曲波导来代替现有的弯曲波导，在不影响器件性能的情况下大大减小了器件尺寸和器件占用面积，甚至可以做到器件尺寸成倍的缩小，从而进一步降低成本，适用于大规模量产。
附图说明
图1a、图1b为现有技术的器件布局走线图；
图2为本发明提供的一种弯曲波导的结构图；
图3a、图3b为本发明提供的一种具体实施例器件布局走线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
参照图2为本发明提供的一种预定弯曲波导1的结构图，预定弯曲波导包括：
第一区域2，
第二区域3，与所述第一区域连接，第二区域3与第一区域2镜像对称设定，第一区域2和第二区域3进行45°弯曲设定；
弯曲波导1的曲率根据欧拉螺线进行变化，自第一区域下端向第二区域上端先逐渐减小后逐渐增大。
在本发明较佳的实施例中，对于一个90度的弯曲波导1，其曲率半径可分解为两个区域，且两个区域镜像对称，每个区域实现45度的弯曲。弯曲波导1的曲率半径根据欧拉螺线变化在90度弯曲波导1的两端是无穷大的，在第一区域2和第二区域3相接处曲率半径最小。
在本发明较佳的实施例中，采用本发明的90度弯曲波导1能够缩小器件占地面积，大大降低了器件的尺寸，在不影响器件性能的前提下时期间更加小型化。
进一步地，欧拉螺线如下式所示：
R＝S/(2θ)
其中，R为弯曲波导1的曲率半径；S为沿螺线的长度，θ为弯曲波导1 的角度。
具体的，采用弯曲波导1在减少器件尺寸的同时更能减少波导损耗，从而在不影响器件性能的情况下大大减小了器件尺寸，降低了成本。
进一步地，第一区域的下端和第二区域上端的曲率为无穷大。
进一步地，弯曲波导1可用于马赫增得干涉仪中定向耦合器耦合区中的弯曲波导部分和马赫增得干涉仪之间的级联。
具体的，马赫增得干涉仪中的弯曲波导1按照功能性分为两部分，一部分用于马赫增得干涉仪中定向耦合器耦合区中的弯曲波导部分，另一部分用于马赫增得干涉仪之间的级联，这种特殊设计的弯曲波导可以完全替代波分复用器器件中的用于级联的弯曲波导，并且降低整个器件的插损。
进一步地，马赫增得干涉仪之间的级联可采用弯曲波导1与一直波导进行走线，使弯曲波导1与直波导相互嵌套排布。
进一步地，马赫增得干涉仪中定向耦合器的耦合区采用所述弯曲波导时，需对所述定向耦合器的耦合长度进行重新设定。
进一步地，定向耦合器的耦合区采用弯曲波导1与一预设弯曲波导组合时，弯曲波导与预设弯曲波导组合构成一90°的弯曲。
具体的，预设弯曲波导为常用的普通弯曲波导，对于定向耦合器中的弯曲波导，采用这种特殊设计的弯曲波导进行替换时，考虑到对耦合区的影响，需要对定向耦合器的耦合长度进行重新设计。如果不想对定向耦合器的耦合长度进行重新设计，建议对耦合区的弯曲波导采用普通弯曲波导加特殊设计的弯曲波导进行组合使用，并且普通弯曲波导加特殊设计的弯曲波导组合完成一个90度的弯曲，这样保证了对耦合区有影响的部分继续使用普通弯曲波导，另一部分特殊设计的弯曲波导则缩小了器件尺寸。
在本发明较佳的实施例中，参照图1a、图1b，现有的波导走线排布方式尺寸较大，本实施例通过弯曲波导和直波导的走线设计使马赫增得干涉仪结构中的弯曲波导结构进行互相嵌套，从而大大缩小器件占用面积。如图3a 光波分复用器器件尺寸仅0.6mm^2，图3b光波解复用器器件尺寸仅 1.5mm^2。在相同设计参数和弯曲波导的情况下，相比于常规的布局，采用该布局可将器件尺寸再减小30％。
综上，本发明创新地在马赫增得干涉仪结构中引入曲率连续变化的弯曲波导来代替现有的弯曲波导，在不影响器件性能的情况下大大减小了器件尺寸，甚至可以做到器件尺寸成倍的缩小。同时，本发明提出通过采用弯曲波导和直波导走线对光波分复用器器件进行充分的布局和设计，使器件更集成化。解决了现有技术存在的尺寸大的缺点，通过在不影响器件性能的情况下减小器件尺寸，从而进一步降低成本，适用于大规模量产。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种新型的硅基波分复用器结构，其特征在于，包括一曲率半径连续变化的弯曲波导，所述弯曲波导包括：
第一区域；
第二区域，与所述第一区域连接，所述第二区域与所述第一区域镜像对称设定，所述第一区域和所述第二区域45°弯曲设定；
所述弯曲波导的曲率根据欧拉螺线进行变化，自第一区域下端向第二区域上端先逐渐减小后逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的一种新型的硅基波分复用器结构，其特征在于，所述欧拉螺线如下式所示：
R＝S/(2θ)
其中，R为所述弯曲波导的曲率半径；S为沿螺线的长度，θ为所述弯曲波导的角度。
3.根据权利要求1所述的一种新型的硅基波分复用器结构，其特征在于，所述第一区域的下端和所述第二区域上端的曲率为无穷大。
4.根据权利要求1所述的一种新型的硅基波分复用器结构，其特征在于，所述弯曲波导可用于马赫增得干涉仪中定向耦合器耦合区中的弯曲波导部分和马赫增得干涉仪之间的级联。
5.根据权利要求4所述的一种新型的硅基波分复用器结构，其特征在于，所述马赫增得干涉仪之间的级联可采用所述弯曲波导与一直波导进行走线，使所述弯曲波导与所述直波导相互嵌套排布。
6.根据权利要求4所述的一种新型的硅基波分复用器结构，其特征在于，所述马赫增得干涉仪中定向耦合器的耦合区采用所述弯曲波导时，需对所述定向耦合器的耦合长度进行重新设定。
7.根据权利要求6所述的一种新型的硅基波分复用器结构，其特征在于，所述定向耦合器的耦合区采用所述弯曲波导与一预设弯曲波导组合时，所述弯曲波导与所述预设弯曲波导组合构成一90°的弯曲。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010220368.4A CN111338028A (zh) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | 一种新型的硅基波分复用器结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010220368.4A CN111338028A (zh) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | 一种新型的硅基波分复用器结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111338028A true CN111338028A (zh) | 2020-06-26 |
Family
ID=71186265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010220368.4A Pending CN111338028A (zh) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | 一种新型的硅基波分复用器结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111338028A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104781708A (zh) * | 2012-10-18 | 2015-07-15 | Vttoy技术研究中心 | 弯曲光波导 |
| CN207249175U (zh) * | 2017-07-25 | 2018-04-17 | 浙江大学 | 基于弯曲定向耦合器的稀疏波分复用器 |
| CN108227075A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-06-29 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 弯曲波导结构及偏振分束旋转器 |
| US10436982B1 (en) * | 2018-07-18 | 2019-10-08 | Globalfoundries Inc. | Waveguide bends with field confinement |
| CN110596813A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-12-20 | 浙江大学 | 一种支持低损耗基模传输的硅基多模螺旋波导延迟线 |
-
2020
- 2020-03-25 CN CN202010220368.4A patent/CN111338028A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104781708A (zh) * | 2012-10-18 | 2015-07-15 | Vttoy技术研究中心 | 弯曲光波导 |
| CN207249175U (zh) * | 2017-07-25 | 2018-04-17 | 浙江大学 | 基于弯曲定向耦合器的稀疏波分复用器 |
| CN108227075A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-06-29 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 弯曲波导结构及偏振分束旋转器 |
| US10436982B1 (en) * | 2018-07-18 | 2019-10-08 | Globalfoundries Inc. | Waveguide bends with field confinement |
| CN110596813A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-12-20 | 浙江大学 | 一种支持低损耗基模传输的硅基多模螺旋波导延迟线 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU696531B2 (en) | Monolithic optical waveguide filters based on fourier expansion | |
| JP5180322B2 (ja) | 光波長合分波回路ならびに光波長合分波回路を用いた光モジュールおよび光通信システム | |
| US20170276878A1 (en) | Point-symmetric mach-zehnder-interferometer device | |
| US5943452A (en) | Arrayed-waveguide grating | |
| JP3139571B2 (ja) | 光合分波器 | |
| JP3878012B2 (ja) | 光導波回路 | |
| CN116094647A (zh) | 波分复用器 | |
| EP1759230A1 (en) | Optical band splitter/combiner and apparatus comprising the same | |
| JP5462270B2 (ja) | 光波長合分波回路 | |
| US6741772B2 (en) | Optical multiplexer/demultiplexer and waveguide type optical coupler | |
| KR100509511B1 (ko) | 집적광학광파워분할기및그제조방법 | |
| CN111338028A (zh) | 一种新型的硅基波分复用器结构 | |
| JP2001235645A (ja) | 光導波回路 | |
| JP2005010333A (ja) | 導波路型光信号処理器 | |
| WO2003005086A1 (fr) | Dispositif a reseau a guides d'ondes en faisceau (awg) asymetrique | |
| US20080013882A1 (en) | Optical coupler with stabilized coupling ratio | |
| JP6266315B2 (ja) | 波長合分波器及び光集積回路装置 | |
| CN100394230C (zh) | 多路阵列波导衍射光栅复用器/解复用器以及连接阵列波导与输出波导的方法 | |
| JP2004101995A (ja) | 光合分岐素子 | |
| JP2003014958A (ja) | 導波路型光合分波回路 | |
| US7492988B1 (en) | Ultra-compact planar AWG circuits and systems | |
| US6526202B1 (en) | Grating waveguide configuration for phasars | |
| CN118426105A (zh) | 基于欧拉弯曲的非对称定向耦合器及级联mzi粗波分复用器 | |
| KR100342533B1 (ko) | 파장 가변형 광파장 분할기 및 그 제조 방법 | |
| JP4827935B2 (ja) | 光波長合分波回路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200626 |