专利名称：全内反射型阵列波导光栅器件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种波分复用器件，特别是一种阵列波导光栅器件。
阵列波导光栅(AWG)器件是一种无源光波导器件，它除了具有复用和解复用的基本功能外，还能和其它器件构成波长路由器、光分插复用器、多波长光源、多波长接收器、光谱分析仪等等，在光纤通信和波分复用系统中起着重要的作用，制作AWG器件的常用材料有二氧化硅SiO2、绝缘体上的硅SOI(Silicon-on-Insulator)、磷化铟、有机聚合物等。SOI材料是一种非常实用的材料，它的制作工艺与微电子工艺兼容，材料成本低，具有广泛的应用前景。目前，采用SOI材料的AWG器件，一般为弱限制器件，由于波导曲率半径较大，结构不紧凑，使整个器件尺寸较大，如1×4路的AWG器件，一般在30毫米×30毫米量级；弯曲波导部分较长，产生的附加损耗较大；TE、TM模偏振补偿的效果不佳。
本实用新型的目的是提供一种采用SOI材料的结构紧凑、尺寸小，TE、TM模偏振不敏感的全内反射型阵列波导光栅器件。
本实用新型的目的是通过下述措施实现的包含输入波导、输入平板波导、输出平板波导、输出波导，特征是在输入平板波导和输出平板波导之间依次设置弧形过渡连接波导、阵列直波导、全内反射波导、阵列直波导、弧形过渡连接波导，并依次连接，弧形过渡连接波导与输入平板波导连接，另一弧形过渡连接波导与输出平板波导连接，前面的弧形过渡连接波导、直波导，与后面的直波导、弧形过渡连接波导成轴对称，输入波导与输出波导的轴线相互垂直。
所述2个阵列直波导通过全内反射波导的连接，从外侧阵列波导到内侧阵列波导构成的夹角，依次增大，最中间一对直波导相互垂直。所述全内反射波导是采用湿法腐蚀反射凹槽来实现，靠波导侧的全内反射镜面。
本实用新型由于在输入输出平板波导之间采用了全内反射波导，并利用全内反射时TE、TM模产生的相位变化不同，进行TE、TM模偏振补偿，使整个器件结构紧凑，尺寸大大减小，如1×4路的AWG器件，只有12毫米×12毫米；弯曲波导长度短，附加传输损耗小；TE、TM模产生的偏振偏差可小于0.01纳米。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是
图1的一个全内反射波导的放大示意图。
参照
图1、图2，以二氧化硅上的硅结构波导材料即空气/Si/SiO2制作1×4路的AWG器件为例。绝缘体二氧化硅作为下限制层，上面是一层厚为7微米的硅，采用罗兰圆原理制作出1路输入波导1、4路输出波导9、输入平板波导2、输出平板波导8、弧形过渡连接波导3、7、25路阵列直波导4、6，波导宽为5微米，刻蚀脊高为3微米的大截面波导，入射光波中心波长为1555.8纳米。输入波导1与输入平板波导2的输入弧形端面垂直连通，4路输出波导9与输出平板波导8的输出弧形端面也为垂直连通。输入平板波导2的输出弧形端面与弧形过渡连接波导3的连接处分别相垂直，输出平板波导8的输入弧形端面与弧形过渡连接波导7的连接处分别相垂直。弧形过渡连接波导3分别与一个直波导4相连接，其连接处相切；弧形过渡连接波导7分别与一个直波导相连接，其连接处相切。直波导4与直波导6之间通过全内反射波导5按排列依次连接；以其25个连接点的连线为轴，弧形过渡连接波导3、直波导4与直波导6、弧形过渡连接波导7成轴对称；直波导4与所述轴构成25个交角，外侧的交角小于其内侧的交角，第13个交角是45°。在每对直波导4、6连接处中心的外侧刻蚀全内反射镜凹槽10。
权利要求1.一种全内反射型阵列波导光栅器件，包含输入波导[1]、输入平板波导[2]、输出平板波导[8]、输出波导[9]，其特征在于在输入平板波导[2]和输出平板波导[8]之间依次设置弧形过渡连接波导[3]、阵列直波导[4]、全内反射波导[5]、阵列直波导[6]、弧形过渡连接波导[7]，并依次连接，弧形过渡连接波导[3]与输入平板波导[2]连接，弧形过渡连接波导[7]与输出平板波导[8]连接，所述弧形过渡连接波导[3]、阵列直波导[4]，与阵列直波导[6]、弧形过渡连接波导[7]成轴对称，输入波导[1]与输出波导[9]的轴线相互垂直。
2.根据权利要求1所述的全内反射型阵列波导光栅器件，其特征在于所述阵列直波导[4、6]通过全内反射波导的连接，从外侧直波导[4、6]到内侧直波导[4、6]构成依次增大的夹角，最中间一对直波导[4、6]相垂直。
专利摘要一种全内反射型阵列波导光栅器件,包含输入输出波导、输入输出平板波导,特点是在输入输出平板波导之间依次是弧形过渡连接波导、阵列直波导、全内反射波导、阵列直波导、弧形过渡连接波导,并依次连接,在每对直波导对应连接处中心的外侧是全内反射镜凹槽,弧形过渡连接波导、阵列直波导,与另一阵列直波导、弧形过渡连接波导成轴对称。本实用新型结构紧凑、尺寸小,TE、TM模偏振不敏感。
文档编号G02B6/125GK2511985SQ01246400
公开日2002年9月18日 申请日期2001年7月7日 优先权日2001年7月7日
发明者江晓清, 王明华, 李柏阳, 李锡华, 周强 申请人:浙江大学