一种CWDM8波分复用器的光芯片架构
本发明提出了一种CWDM8波分复用器的光芯片架构，该架构由三个滤波阶段组成，每一个滤波阶段都拥有各自的自由波段范围FSR，第一滤波阶段的FSR为2，第二滤波阶段滤波器FSR为4，第三滤波阶段的滤波器FSR为8。每个滤波阶段包括滤波器块，每个滤波器块为由三个定向耦合器DC联合四根不同长度波导形成的两个级联的马赫‑曾德尔MZI干涉仪组成的集成光子单元器件。本发明实现了在光互连光模块中所使用的CWDM8光芯片架构，并可集成在现有硅光芯片上，实现低成本、高集成度以及高效率的8波长波分复用器。
发明专利
CN202311679053.6
2023-12-08
CN117452556A
2024-01-26
G02B6/12(2006.01)
北京弘光向尚科技有限公司
李志伟;袁晓君;雒蒙
101300 北京市顺义区中关村科技园区顺义园临空二路1号
北京云嘉湃富知识产权代理有限公司
张亮
北京;11
1. 一种CWDM8波分复用器的光芯片架构，其特征在于：所述光芯片架构由第一至第n个滤波阶段组成，n为自然数；每一个滤波阶段都拥有各自的自由波段范围FSR，第n个滤波阶段的FSR为2nλ, />λ为滤波器出口的波长间距，；每个滤波阶段包括2n-1个滤波器块，所述滤波器块为集成光子单元器件。 2.根据权利要求1所述的一种CWDM8波分复用器的光芯片架构，其特征在于，所述λ为20nm。 3.根据权利要求1所述的一种CWDM8波分复用器的光芯片架构，其特征在于，滤波阶段n取值为3。 4.根据权利要求1所述的一种CWDM8波分复用器的光芯片架构，其特征在于，所述滤波器块为级联的集成光子单元器件组合。 5.根据权利要求4所述的一种CWDM8波分复用器的光芯片架构，其特征在于，所述级联的集成光子单元器件组合包括三个顺序连接的集成光子单元器件，第一个集成光子器件的两路光输出分别为级联的其他两个集成光子单元器件的光输入，且第一集成光子单元器件的光输入和其他两个集成光子单元器件的光输出分列在所述级联的集成光子单元器件组合结构的两侧。 6.根据权利要求4所述的一种CWDM8波分复用器的光芯片架构，其特征在于，所述级联的集成光子单元器件组合包括三个折叠连接的集成光子单元器件，第一个集成光子单元器件的两路光输出分别为级联的其他两个集成光子器件的光输入，第一个集成光子单元器件的光输入和其他两个集成光子单元器件的光输出均在所述级联的集成光子单元器件组合结构的同一侧。 7.根据权利要求4-6任一项所述的一种CWDM8波分复用器的光芯片架构，其特征在于，所述集成光子单元器件组合是由相同的集成光子单元器件级联而成。 8.根据权利要求1、4-6任一项所述的一种CWDM8波分复用器的光芯片架构，其特征在于，所述集成光子单元器件由三个定向耦合器DC联合四根不同长度波导形成的两个级联的马赫-曾德尔MZI干涉仪组成。 9. 根据权利要求8所述的一种CWDM8波分复用器的光芯片架构，其特征在于， MZI双臂之间的长度差L可通过下式计算： FSR=λ2/(L*ng) 式中，λ为中心波长，ng为中心波长的群波导折射率。 10.根据权利要求8所述的一种CWDM8波分复用器的光芯片架构，其特征在于，所述三个定向耦合器的耦合系数，以光进入方向为首，分别为：第一个DC的耦合系数介于0.4-0.6，第二个DC的耦合系数介于0.25-0.30，第三个DC的耦合系数介于0.08-0.12。 11.根据权利要求8所述的一种CWDM8波分复用器的光芯片架构，其特征在于，所述集成光子单元器件中的每个定向耦合器为2×2工艺容差耦合器PTC，所述PTC为由两个光定向耦合器和延迟线组成的马赫-曾德尔干涉仪。 12.根据权利要求11所述的一种CWDM8波分复用器的光芯片架构，其特征在于，所述三个PTC的耦合系数，以光进入方向为首，分别为：第一个PTC的耦合系数介于0.4-0.6，第二个PTC的耦合系数介于0.25-0.30，第三个PTC的耦合系数介于0.08-0.12。 13.根据权利要求8所述的一种CWDM8波分复用器的光芯片架构，其特征在于，所述集成光子单元器件中的波导为氮化硅波导、氧化硅上硅波导或者薄膜铌酸氯波导。 14.根据权利要求13所述的一种CWDM8波分复用器的光芯片架构，其特征在于，所述氮化硅波导的宽度为0.6-1.2um，厚度为0.4-1.0um。 15.根据权利要求8所述的一种CWDM8波分复用器的光芯片架构，其特征在于，所述DC的两个耦合波导间距为0.2-0.8um。