高密度波导超晶格的转弯装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高密度波导超晶格（间距可低至半波长的波导阵列）的克服串扰的转 弯问题。
【背景技术】
[0002] 硅基光子学在低损耗、大规模光子集成领域拥有极大地潜力。现有的硅基光子技 术还达不到每微米一根波导的集成度，或者虽然达到了高密度的光子集成但却牺牲了其他 方面的性能，例如插损和串扰等。所以，寻找一种能够在实现高集成度的目的的同时，对其 他方面性能的影响最低的方法是现在光子系统领域的中心议题。众所周知，波导间距越小， 相互之间串扰越大，这是限制集成度提高的一个基本因素。尽管采用高折射率差的硅基波 导可以比较容易地将波导间距降低至几微米而串扰并不明显，但是在此基础上继续降低波 导间距会使得串扰激增到无法忍受的值。
[0003] 对于两根波导，当它们靠近时，它们的耦合常数一般用K表示。根据非对称波导 定向耦合器的光功率耦合公式[1]
【主权项】
1. 一种用于高密度波导超晶格转弯的装置，其特征是在高密度波导超晶格的末端，利 用一段包含弯曲波导的耦合结构，将高密度波导超晶格拓宽为需求的较大间距的波导阵 列，利用弯曲波导实现拐弯；再将前述耦合结构逆向使用，将较大间距的波导阵列还原回高 密度波导超晶格。
2. 根据权利要求1所述的转弯装置，其特征是上述高密度波导超晶格中至少一个波导 的耦合结构包含一个S形波导。
3. 根据权利要求2所述的转弯装置，其特征是上述相邻的S形波导的起点错开一定距 离。
4. 根据权利要求2或3所述的转弯装置，其中的S形波导包含第一段弯曲波导、一段直 波导与第二段弯曲波导或者是其中的S形波导包含第一段弯曲波导、与第二段弯曲波导。
5. 根据权利要求2-3之一所述的转弯装置，其中相邻的S形波导的第一段弯曲波导的 起点错开一定距离或其中相邻的S形波导的起点错开一定距离。
6. 根据权利要求2-3之一所述的转弯装置，其中的S形波导包含一段余弦函数形状的 波导。
7. -种用于高密度波导超晶格转弯的装置，其特征是在高密度波导超晶格的末端，每 个波导逐次开始转弯，相邻波导的转弯起点错开一定距离。
8. 根据权利要求7中所述的转弯装置，其特征是所述转弯装置与第二个相同的转弯装 置尾对尾相接使用，将波导阵列还原回高密度波导超晶格。
9. 根据权利要求7中所述的装置，在两个转弯装置之间有一段直波导阵列或直波导超 晶格。
10. 根据权利要求7中所述的转弯装置，其特征是高密度波导超晶格由于转弯起点依 次错开被拓宽为较大间距的波导阵列，用于耦合。
【专利摘要】最近，发明人有一种技术可以使得阵列波导间距在低至半波长时串扰仍然很低。基本思路之一就是将波导阵列的各波导设计为不同宽度，将几个不同宽度的波导形成一个波导子阵列。再将此波导子阵列周期性排列形成一个任意大的波导阵列，称为波导超晶格。发明人的研究表明，通过适当设计，即使波导间距低至半波长，波导超晶格中任意波导间的串扰仍然很低。但在间距如此小的时候波导超晶格进行转弯，从其中一个波导泄露出来的模场将与其他波导产生较强的耦合，从而使得串扰增大。在本发明中，发明人使用含有弯曲波导的特殊耦合结构将高密度波导超晶格拓宽为间距较大的波导阵列后再进行转弯以及先使高密度波导超晶格依次错开一定距离后再转弯。这些方法使得高密度波导超晶格在转弯时串扰很低。
【IPC分类】G02B6-125
【公开号】CN104849807
【申请号】CN201510204660
【发明人】江伟, 刘昂
【申请人】南京大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月27日