一種具有閃耀波導(dǎo)側(cè)壁光柵和亞波長光柵結(jié)構(gòu)的解復(fù)用器的制作方法

本發(fā)明涉及一種光柵結(jié)構(gòu)的解復(fù)用器，特別是涉及一種具有閃耀波導(dǎo)側(cè)壁光柵和亞波長光柵結(jié)構(gòu)的解復(fù)用器。

背景技術(shù)：

在光譜和傳感領(lǐng)域，基于陣列波導(dǎo)光柵和中階梯光柵的波長解復(fù)用器已經(jīng)用于波分復(fù)用的通信網(wǎng)絡(luò)，絕緣體上硅(SOI)平臺的高折射率對比度允許亞微米尺寸的波導(dǎo)和小到幾微米的波導(dǎo)彎曲半徑，從而明顯地減小器件的尺寸。直至目前，已經(jīng)報道了使用SOI波導(dǎo)的幾個非常緊湊的陣列波導(dǎo)光柵，然而非常緊湊的陣列波導(dǎo)光柵解復(fù)用器也有著由于波導(dǎo)側(cè)壁粗糙度引起的散射損耗和相位誤差，二者都會限制串?dāng)_性能，由于相位延遲發(fā)生在平板波導(dǎo)中，而在波導(dǎo)陣列中不會發(fā)生，也就是說基于平面波導(dǎo)中間光柵的解復(fù)用器能夠避免部分問題。

衍射光柵一種重要的分光器件，在成像、信息處理、計量、集成光學(xué)和光通信等新興領(lǐng)域被越來越多地采用，而當(dāng)光柵刻劃成鋸齒形的線槽斷面時，光柵的光能量便集中在預(yù)定的方向上，即閃耀光柵某一級光譜上。從這個方向探測時，光譜的強(qiáng)度最大，極大地提高了光柵的衍射效率。

基于波導(dǎo)中階光柵的幾個多路分解器裝置最近也在硅與二氧化硅層和SOI波導(dǎo)中制造，制造中階梯光柵解復(fù)用器的主要挑戰(zhàn)是制作平滑垂直光柵面，控制偏振相關(guān)波長漂移，并減少偏振相關(guān)損耗，這些問題已經(jīng)在基于玻璃波導(dǎo)的中階梯光柵器件中成功克服，但在基于絕緣硅的器件中沒有完全解決。

由于SOI具有極低的傳輸損耗，使得以SOI為基礎(chǔ)的光波導(dǎo)器件得到了迅速發(fā)展。對于普通的光波導(dǎo)，光線會沿著折射率高的芯層傳播。但是，隨著光波導(dǎo)在集成模塊的應(yīng)用，波導(dǎo)尺寸越來越小，在波導(dǎo)制造過程當(dāng)中，刻蝕所引起的粗糙會極大的增加波導(dǎo)的損耗。亞波長光柵波導(dǎo)的出現(xiàn)減小了刻蝕的粗糙對波導(dǎo)損耗的影響，同時也提供給了一種可以定制材料折射率的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種具有閃耀波導(dǎo)側(cè)壁光柵和亞波長光柵結(jié)構(gòu)的解復(fù)用器，該解復(fù)用器能夠?qū)崿F(xiàn)不同波長的截取，對于光互連和粗波分復(fù)用中的應(yīng)用是特別有前景的，具有尺寸緊湊、寬帶操作和定制通帶的優(yōu)勢。

本實用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

一種具有閃耀波導(dǎo)側(cè)壁光柵和亞波長光柵結(jié)構(gòu)的解復(fù)用器，包括接收器波導(dǎo)陣列(1)、亞波長光柵(7)、閃耀側(cè)壁光柵(3)、羅蘭圓(4)、SiO₂層(5)和Si層(6)，其中接收器波導(dǎo)陣列(1)在半徑為R的羅蘭圓(4)上并與輸入閃耀側(cè)壁光柵(3)中的波導(dǎo)方向相切，亞波長光柵折射率AR邊界(2)與閃耀側(cè)壁光柵(3)平行，兩組SiO₂層(5)和Si層(6)交互覆蓋，Si層(6)置于最下方，SiO₂層(5)置于最上方，閃耀側(cè)壁光柵(3)和亞波長光柵(7)在最上方。

所述的閃耀側(cè)壁光柵(3)由彎曲的硅波導(dǎo)形成得以提供聚焦，是以解復(fù)用器中心波長焦點(diǎn)為中心，半徑為2R的弧形。

所述的解復(fù)用器裝置占用面積為90μm×140μm且裝置波長間距為25nm，共15個通道，有375nm的工作寬帶。

所述的亞波長光柵(7)采用三角形齒的亞波長光柵折射率AR邊界(2)。

本實用新型的有益效果：所采用的置于硅波導(dǎo)截面的溝槽和板狀區(qū)域之間的邊界處的三角齒形的亞波長光柵折射率AR邊界(2)的菲涅爾反射率降低，光柵的亞波長性質(zhì)被抑制。與單層AR涂層相比，亞波長光柵折射率AR邊界(2)生產(chǎn)更加容易，也提供了更大的光譜帶寬。不僅如此，所設(shè)計的復(fù)用器還可以通過增加羅蘭圓(4)的半徑擴(kuò)展到密集型光波復(fù)用領(lǐng)域的應(yīng)用，由此使得焦平面上產(chǎn)生更大的通道間隔，與中階梯光柵不同，本設(shè)備允許通過間距和光柵切趾的修改從而改變衍生場的相位和強(qiáng)度，此外，設(shè)計的另一優(yōu)點(diǎn)是不需要波導(dǎo)相控陣列，這意味著與AWG相比較小的器件尺寸的明顯優(yōu)點(diǎn)，由于光在單個波導(dǎo)中傳播，因此減小了由于波導(dǎo)缺陷而導(dǎo)致的總損耗和相位誤差累積的影響。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及具體方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1是本實用新型一種閃耀光柵波導(dǎo)側(cè)壁及亞波長光柵結(jié)構(gòu)解復(fù)用器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型一種閃耀光柵波導(dǎo)側(cè)壁及亞波長光柵結(jié)構(gòu)解復(fù)用器光柵側(cè)壁與亞波長光柵示意圖。

圖中，1為接收器陣列波導(dǎo)；2為亞波長光柵折射率AR邊界；3為閃耀光柵側(cè)壁；4為羅蘭圓；5為SiO₂層；6為Si層；7為亞波長光柵。

具體實施方式

圖1中，一種具有閃耀波導(dǎo)側(cè)壁光柵和亞波長光柵結(jié)構(gòu)的解復(fù)用器包括接收器波導(dǎo)陣列1、亞波長光柵折射率AR邊界2、閃耀側(cè)壁光柵3、羅蘭圓4、SiO₂層5、Si層6和亞波長光柵7。接收器波導(dǎo)陣列1在羅蘭圓4上并與輸入閃耀側(cè)壁光柵3中的波導(dǎo)方向相切，亞波長光柵折射率AR邊界2與閃耀側(cè)壁光柵3大致平行，所述的閃耀側(cè)壁光柵3由彎曲的硅波導(dǎo)形成得以提供聚焦，是以解復(fù)用器中心波長焦點(diǎn)為中心，半徑為2R的弧形。

圖2中，本實用新型一種具有閃耀波導(dǎo)側(cè)壁光柵和亞波長光柵結(jié)構(gòu)的解復(fù)用器中亞波長光柵7和閃耀側(cè)壁光柵3的三維橫截面，其中亞波長光柵折射率AR邊界2與閃耀側(cè)壁光柵3平行，兩組SiO₂層5和Si層6交互覆蓋，Si層6置于最下方，SiO₂層5置于頂層，閃耀側(cè)壁光柵3和亞波長光柵7在最上方。