具有光子晶體的單纖三向復用器制造技術

本發明專利技術提供一種具有光子晶體的單纖三向復用器。該單纖三向復用器至少包括：用于接入第一波長及第二波長的光波信號的輸入波導；用于接入第三波長的光波信號的上傳波導；第一輸出波導；第二輸出波導；及多模波導耦合器；該多模波導耦合器用于分離所述第一波長信號及第二波長信號，并使兩者分別由第一輸出波導及第二輸出波導輸出；此外，該多模波導耦合器所具有的光子晶體，能反射所述第三波長的光波信號，并使該光波信號由輸入波導輸出。優選地，輸入波導、上傳波導、第一輸出波導、第二輸出波導、多模波導耦合器及光子晶體均通過對半導體基底的刻蝕來形成。本發明專利技術的優點包括：結構緊湊小巧，且制作工藝與CMOS工藝完全兼容，無需復雜工藝，加工成本低。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光纖接入網絡領域，特別是涉及一種具有光子晶體的單纖三向復用器。
技術介紹
隨著光纖接入網絡技術的長足進展，以及IPTV、視頻點播和網絡游戲等業務量的增加，用戶對接入帶寬的需求進一步增加，對光纖接入網絡要求越來越高，光纖到戶技術(FTTH)已經成為光纖接入網絡的主要技術方案，而無源光網絡(PON)技術是FTTH的主流技術，它可以實現視頻、語音、數據三網合一。在用于FTTH的PON技術中，實現光線路終端(OLT)和終端用戶之間通信的核心器件就是單纖三向復用器，研究出滿足通信帶寬要求、低成本、小型化的單纖三向復用器是應用領域的實際需求，因此具有非常重要的意義。這些實 際要求也是制約FTTH技術推廣的關鍵因素。單纖三向復用器的主要功能，是將OLT輸出的波長1490nm的語音信號和波長1550nm的視頻信號、以及用戶上傳的波長1310nm信號復用進一根光纖，用戶可以通過接收機分別接收波長1490nm的語音信號和波長1550nm的視頻信號，并通過上傳波導將本地數據上傳至0LT。目前實際應用的單纖三向復用器是由分立器件所構成，具有不易于封裝，耦合損耗大和成本高等缺點；而另一種基于平面光波導技術(PLC)的三向復用器由于芯層與包層之間的折射率差很小，導致其器件尺寸仍然較大。另外，基于PLC的三向復用器往往使用多模波導耦合器(MMI)和陣列波導光柵(AWG)相互級聯的方式來實現復用功能，使得器件的結構不夠緊湊。隨著半導體技術的發展，Si和SiO2的高折射差(2. O)為實現納米光波導和超小尺度的集成光波導器件提供了可能性。并且Si納米線波導的制造工藝與現有電子工業中使用的CMOS工藝可完全兼容，為低成本，大批量的生產提供了可能性。因此相對于傳統的三向復用器，如何提供一種低成本、小尺寸、高集成度的三向復用器，已成為本領域技術人員需要解決的技術課題。
技術實現思路
鑒于以上所述現有技術的缺點，本專利技術的目的在于提供一種結構緊湊成本低的具有光子晶體的單纖三向復用器。為實現上述目的及其他相關目的，本專利技術提供一種具有光子晶體的單纖三向復用器，其至少包括用于接入第一波長及第二波長的光波信號的輸入波導；用于接入第三波長的光波信號的上傳波導；第一輸出波導；第二輸出波導；通過端口分別連接所述輸入波導、上傳波導、第一輸出波導及第二輸出波導的多模波導耦合器，用于分離所述第一波長信號及第二波長信號，并使兩者分別由第一輸出波導及第二輸出波導輸出，所述多模波導耦合器還具有光子晶體，所述光子晶體能反射所述第三波長的光波信號，并使該光波信號由輸入波導輸出至OLT。優選地,所述輸入波導、上傳波導、第一輸出波導、第二輸出波導及多模波導I禹合器均通過對半導體基底的刻蝕來形成；更為優選地，通過對絕緣體上硅的頂層硅刻蝕來形成。優選地，所述輸入波導、上傳波導、第一輸出波導、及第二輸出波導均為納米線波導。優選地，所述輸入波導、上傳波導、第一輸出波導、及第二輸出波導均呈錐形。優選地，所述光子晶體通過對所述半導體基底的刻蝕來形成。 優選地,所述光子晶體包括SiO2介質孔光子晶體。如上所述，本專利技術的具有光子晶體的單纖三向復用器，具有以下有益效果將光子晶體嵌入于多模波導耦合器上以實現三個波長的復用功能，使得器件的結構極其緊湊；基于絕緣體上硅的Si納米線波導加工工藝與CMOS工藝完全兼容，無需復雜工藝，加工成本低；基于Si納米線波導，為芯層和包層之間提供了巨大的折射率差，可以極大限度的減小器件的尺寸，大幅度提高集成度。附圖說明圖I顯示為本專利技術的具有光子晶體的單纖三向復用器的二維結構示意圖。圖2顯示為本專利技術的具有光子晶體的單纖三向復用器的三維結構示意圖。元件標號說明 1單纖復用器 11輸入波f- 12t傳波導 13第---輸出波導 14第......輸出波誓 15多模波導:耦合器 151光子晶體 2絕緣體hSl 21頂屋tt具體實施例方式以下由特定的具體實施例說明本專利技術的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本專利技術的其他優點及功效。請參閱圖I至圖2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本專利技術可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本專利技術所能產生的功效及所能達成的目的的前提下，均應仍落在本專利技術所揭示的
技術實現思路
的涵蓋范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本專利技術可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更
技術實現思路
下，當亦視為本專利技術可實施的范疇。如圖所示，本專利技術提供一種具有光子晶體的單纖三向復用器。所述單纖三向復用器I至少包括輸入波導11、上傳波導12、第一輸出波導13、第二輸出波導14以及多模波導率禹合器15。所述輸入波導11用于接入第一波長及第二波長的光波信號。其中，第一波長及第二波長的光波信號包括任意波長的光波信號，優選地，第一波長及第二波長的光波信號分別為語音信號及視頻信號，例如，第一波長的光波信號為波長1490nm的語音信號；第二波長的光波信號為波長1550nm的視頻信號。 所述輸入波導11可通過對半導體基底的刻蝕來形成，例如，如圖2所示，輸入波導11對絕緣體上硅2的頂層硅21進行刻蝕，形成4個Si納米線波導，其中左側的一個Si納米線波導作為輸入波導11。此外，可進一步將作為輸入波導11的Si納米線波導刻蝕成錐形，例如，如圖I所示的錐形，由此來減小傳輸損耗。所述上傳波導12用于接入第三波長的光波信號。其中，第三波長信號包括任意不同于第一波長及第二波長的光波信號，優選地，第三波長信號為用戶上傳信號，例如，為波長1310nm的光波信號。所述上傳波導12也可通過對半導體基底的刻蝕來形成，例如，如圖2所示，左側的一個Si納米線波導作為上傳波導12。此外，也可進一步將圖2所示的作為上傳波導12的Si納米線波導刻蝕成錐形，例如，如圖I所示的錐形，由此來減小傳輸損耗。所述第一輸出波導13用于輸出光波信號，其也可通過對半導體基底的刻蝕來形成，例如，如圖2所示，右側的一個Si納米線波導作為第一輸出波導13。此外，也可進一步將圖2所示的作為第一輸出波導13的Si納米線波導刻蝕成錐形，例如，如圖I所示的錐形，由此來減小傳輸損耗。所述第二輸出波導14用于輸出光波信號，其也可通過對半導體基底的刻蝕來形成，例如，如圖2所示，右側的一個Si納米線波導作為第二輸出波導14。此外，也可進一步將圖2所示的作為第二輸出波導14的Si納米線波導刻蝕成錐形，例如，如圖I所示的錐形，由此來減小傳輸損耗。所述多模波導耦合器15具有4個端口(圖中未示出)，該4個端口分別連接輸入波導11、上傳波導12、第一輸出波導13及第二輸出波導14 ;所述多模波導I禹合器15還具有光子晶體151,如圖I所示。其中，所述光子晶體151包括任何能反射所述第三波長的光波信號，并使該光波信號由輸入波導輸出的光子晶體，優選地，包括但不限于SiO2介質孔光子晶體等。所述多模波導耦合器15也可通過對半導體基底的刻蝕來形成，例如，如圖2所示，其中，所述光子晶體151本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有光子晶體的單纖三向復用器，其特征在于，所述具有光子晶體的單纖三向復用器至少包括：用于接入第一波長及第二波長的光波信號的輸入波導；用于接入第三波長的光波信號的上傳波導；第一輸出波導；第二輸出波導；通過端口分別連接所述輸入波導、上傳波導、第一輸出波導及第二輸出波導的多模波導耦合器，用于分離所述第一波長信號及第二波長信號，并使兩者分別由第一輸出波導及第二輸出波導輸出，所述多模波導耦合器還具有光子晶體，所述光子晶體能反射所述第三波長的光波信號，并使該光波信號由輸入波導輸出。

【技術特征摘要】
1.一種具有光子晶體的單纖三向復用器，其特征在于，所述具有光子晶體的單纖三向復用器至少包括 用于接入第一波長及第二波長的光波信號的輸入波導； 用于接入第三波長的光波信號的上傳波導； 第一輸出波導； 第二輸出波導； 通過端口分別連接所述輸入波導、上傳波導、第一輸出波導及第二輸出波導的多模波導率禹合器，用于分離所述第一波長信號及第二波長信號，并使兩者分別由第一輸出波導及第二輸出波導輸出，所述多模波導耦合器還具有光子晶體，所述光子晶體能反射所述第三波長的光波信號，并使該光波信號由輸入波導輸出。2.根據權利要求I所述的具有光子晶體的單纖三向復用器，其特征在于所述輸入波導、上傳波導、第一輸出波導、第二輸出波導及多模波導耦合器均通過對半導體基底的刻蝕來形成。3.根據權利要求I或2所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：盛振，凌偉，甘甫烷，武愛民，王曦，鄒世昌，
申請(專利權)人：江蘇尚飛光電科技有限公司，中科院南通光電工程中心，中國科學院上海微系統與信息技術研究所，
類型：發明
國別省市：