CN101216578A - 偏振不敏感的阵列波导光栅 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的偏振不敏感的阵列波导光栅包括输入波导、输出波导、平板波导和数条阵列波导，输入波导和输出波导位于平板波导同一侧，并与平板波导相连，平板波导的另一侧与各条阵列波导的一端相连，相邻阵列波导存在光程差ΔL1，各条阵列波导的另一端依次连接偏振分束器和反射镜，偏振分束器和反射镜之间有连接波导，相邻连接波导存在光程差ΔL2。由于引入了偏振分束器、连接波导以及反射镜，从而使两个偏振光具有不同的光程，通过调节参数，可同时消除通道间隔、中心通道波长的偏振相关性，克服了传统偏振补偿技术的局限性。本发明结构简单，设计方便，且未引入额外的复杂工艺，仅需制作阵列波导光栅的标准工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种偏振不敏感的阵列波导光栅，属于平面光波导集成器件领域。
背景技术
波分复用/解复用是一种关键的现代光通信技术，实现的功能是：将不同波长的光混合成复合光或将复合光中所包含的各波长的光分离出来。实现这种功能的器件就是波分复用/解复用器件。阵列波导光栅是一种典型的集成型波分复用/解复用器件，传统的阵列波导光栅依次由输入波导1、输入平板波导4、阵列波导3、输出平板波导5和输出波导2连接组成(见图1)，复合光从输入波导入射，进入平板波导并发散传输，然后耦合到波导阵列中的各条波导。相邻阵列波导存在一定光程差，从而对各波长的光产生不同的位相差，实现光栅的色散功能。经过输出平板波导后，不同波长的光会聚于阵列波导光栅像面6上的不同点，然后再耦合到对应位置的输出波导，即可将不同波长的光从不同输出波导输出，实现了不同波长的光的分离，这就是波分解复用的功能。反过来，就可以实现波分复用功能。在阵列波导光栅(AWG)的实际应用中，如何消除其偏振相关性，从而使之偏振不敏感是一个非常重要的研究课题。
对于传统的大尺寸阵列波导光栅，已经有多种偏振补偿技术实现偏振不敏感特性。近年来，硅纳米线光波导以其超紧凑结构的特点逐渐受到人们重视。和传统阵列波导光栅不同的是，硅纳米线阵列波导光栅的通道间隔、中心波长均对偏振极为敏感。而传统的偏振补偿技术往往仅能消除中心波长的偏振相关性，并不适用于硅纳米线阵列波导光栅。
发明内容
本发明的目的是提供一种偏振不敏感的阵列波导光栅。
本发明的偏振不敏感的阵列波导光栅包括输入波导、输出波导、平板波导和数条阵列波导，输入波导和输出波导位于平板波导同一侧，并与平板波导相连，平板波导的另一侧与各条阵列波导的一端相连，相邻阵列波导存在光程差ΔL1，各条阵列波导的另一端依次连接偏振分束器和反射镜，偏振分束器和反射镜之间有连接波导，相邻连接波导存在光程差ΔL2。
上述的偏振分束器可以是布拉格光栅结构或光子晶体结构。反射镜可以采用布拉格光栅结构或光子晶体结构。
本发明中，连接波导的参数满足使两个偏振光的中心通道波长相等以及通道间隔相等的条件。所说的连接波导参数包括波导宽度、长度、折射率等。
偏振不敏感的阵列波导光栅的工作过程为：复合光从输入波导入射，进入平板波导并发散传输，然后耦合到阵列波导。各阵列波导中的光信号经由阵列波导到达偏振分束器后，其中一个偏振分量被偏振分束器反射而沿阵列波导原路返回，另一个偏振分量透过偏振分束器，经过偏振分束器和反射镜之间的连接波导到达反射镜，并被反射镜反射经偏振分束器后沿阵列波导原路返回。在此过程中，两个偏振的光程不同，因而通过合理选择连接波导和阵列波导的参数可获得偏振不敏感的阵列波导光栅。
本发明有益的效果是：
本发明由于引入了偏振分束器、连接波导以及反射镜，同时使相邻阵列波导存在光程差ΔL1、连接波导存在光程差ΔL2，从而使两个偏振光具有不同的光程，通过调节参数，如连接波导的宽度和长度等，可同时消除通道间隔、中心通道波长的偏振相关性。克服了传统偏振补偿技术不能消除通道间隔偏振敏感的局限性。本发明结构简单，设计方便，且未引入额外的复杂工艺，仅需制作阵列波导光栅的标准工艺。
附图说明
图1传统阵列波导光栅结构示意图；
图2本发明的偏振不敏感的阵列波导光栅结构示意图。
具体实施方式
参照图2，本发明的偏振不敏感的阵列波导光栅，包括输入波导1、输出波导2、平板波导4和数条阵列波导3，输入波导1和输出波导2位于平板波导4同一侧，并与平板波导4相连，平板波导4的另一侧与各条阵列波导3的一端相连，相邻阵列波导存在光程差ΔL1，各条阵列波导的另一端依次连接偏振分束器10和反射镜12，偏振分束器10和反射镜12之间有连接波导11，相邻连接波导11存在光程差ΔL2。
下面给出一个具体实施例。
此例中，光波导的芯层、下包层、上包层的折射率分别为3.455、1.46、1.0。阵列波导总数NWG＝34，平板波导长度LFPR＝30.0μm，平板波导厚度为300nm，阵列波导末端间隔dg＝1.0μm，输出波导间距do＝1.832μm。阵列波导的宽度wco＝500nm、相邻波导长度差ΔL＝11.376μm。连接波导的宽度为0.567μm，长度为2.505μm。两个偏振光的中心通道波长均为1555.75nm、通道间隔均为4nm，实现了偏振不敏感的阵列波导光栅。
工作过程为：复合光从输入波导入射，进入平板波导并发散传输，然后耦合到阵列波导。各阵列波导中的光信号经由阵列波导3到达偏振分束器后，其中一个偏振分量被偏振分束器反射而沿阵列波导原路返回，另一个偏振分量透过偏振分束器，经过偏振分束器10和反射镜12之间的连接波导11到达反射镜12，并被反射镜12反射经偏振分束器后沿阵列波导原路返回。然后经过平板波导4聚焦之后被相应的输出波导2接收。
Claims (5)
1.偏振不敏感的阵列波导光栅，其特征是包括输入波导(1)、输出波导(2)、平板波导(4)和数条阵列波导(3)，输入波导(1)和输出波导(2)位于平板波导(4)同一侧，并与平板波导(4)相连，平板波导(4)的另一侧与各条阵列波导(3)的一端相连，相邻阵列波导存在光程差ΔL1，各条阵列波导的另一端依次连接偏振分束器(10)和反射镜(12)，偏振分束器(10)和反射镜(12)之间有连接波导(11)，相邻连接波导(11)存在光程差ΔL2。
2.根据权利要求1所述的偏振不敏感的阵列波导光栅，其特征是连接波导(11)的参数满足使两个偏振光的中心通道波长相等以及通道间隔相等的条件。
3.根据权利要求2所述的偏振不敏感的阵列波导光栅，其特征是所说的连接波导(11)参数包括波导宽度、长度、折射率。
4.根据权利要求1所述的偏振不敏感的阵列波导光栅，其特征是偏振分束器(10)为布拉格光栅结构或光子晶体结构。
5.根据权利要求1所述的偏振不敏感的阵列波导光栅，其特征是反射镜(12)为布拉格光栅结构或光子晶体结构。
Priority Applications (1)
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| CNA2008100590450A CN101216578A (zh) | 2008-01-07 | 2008-01-07 | 偏振不敏感的阵列波导光栅 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN101216578A true CN101216578A (zh) | 2008-07-09 |
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Country Status (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2008
- 2008-01-07 CN CNA2008100590450A patent/CN101216578A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
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Open date: 20080709 |