一种基于级联多模干涉器的二氧化硅多功能模式处理器,属于二氧化硅集成光学技术领域。依次由硅衬底、二氧化硅下包层、掺锗的二氧化硅芯层、二氧化硅上包层组成,芯层被包覆在上包层之中;芯层由第一模式转换器、模式滤波器和第二模式转换器三个单元模块构成,第一模式转换器和第二模式转换器的结构和尺寸完全相同;模式转换器由第1×3Y分支波导、1×2Y分支波导、4×4多模干涉器、2×1分支合路器和3×1Y分支合路器组成。本技术所述器件共有12种基本工作状态,通过基本工作状态的不同组合,可对输入的TE<subgt;0</subgt;、TE<subgt;1</subgt;、TE<subgt;2</subgt;和TE<subgt;3</subgt;四种模式信号进行高通滤波、低通滤波、带通滤波、带阻滤波和模式转换等五种不同功能处理。
背景技术
当前,人们对通信的需求越来越高,通信技术的进步也越来越快。在光通信网络中,模分复用技术扮演着至关重要的角色,它可以对光信号的多个模式进行复用和解复用,以此来提升光通信系统的传输效率和系统容量。而在模分复用系统中,对光的模式需要进行不同类型的处理,例如模式滤波、模式转换等。因此,在光通信领域,通过对波导中光模式信号的调制和处理,可实现多种功能,有效提升光通信系统的性能和灵活性,该类多功能模式处理器件具有重要的应用价值。
多功能模式处理器主要对光信号的不同模式进行处理,其主要功能包括高通滤波、低通滤波、带通滤波、带阻滤波和模式转换等功能。高通滤波功能是指器件可将低阶模式滤除,允许高阶模式正常通过;低通滤波则可将高阶模式滤除,使低阶模式顺利通过;带通滤波是使处于中间阶数的模式顺利通过;带阻滤波则可将中间阶数模式滤除,使处于高阶和低阶的模式顺利通过;模式转换可以将输入的任意阶光模式,通过模式匹配过程,在器件的输出端将输入的光模式转换为任意阶目标模式,进而提高通信系统的灵活性,提高系统光传输效率,增大系统带宽。
多功能模式处理器的性能指标主要包括插入损耗、工作带宽、模式间串扰等。对于多功能模式处理器,应在保持低损耗、大带宽的前提下,具备低的模间串扰,从而获得理想性能。多功能模式处理器可利用不同材料实现,其中,二氧化硅材料具有制作工艺成熟、工艺容差大和光损耗低等优点,可满足多功能模式处理器的指标要求。
实现思路