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PLC光无源器件技术的现状

导读: 平面光波导PLC是英文Planar Lightwave Circuit的缩写,是平面光波导技术。早在几年前,平面光波导技术就能够使光子在晶圆中传输,并已在WDM系统中广泛应用,主要是阵列波导光栅(AWG)复用/解复用模块。

  OFweek光学网消息,平面光波导PLC是英文Planar Lightwave Circuit的缩写,是平面光波导技术。早在几年前,平面光波导技术就能够使光子在晶圆中传输,并已在WDM系统中广泛应用,主要是阵列波导光栅(AWG)复用/解复用模块。近日,河南仕佳光子科技有限公司安俊明博士发表了《PLC光无源器件的现状及展望》,针对PLC光无源器件的技术现状作了阐述。

  PLC光无源器件技术的第一类

  第一类是波分复用器-平面光波导器件,其中又分为刻蚀衍射光栅EDG、微环谐振器解复用器、阵列波导光栅AWG和光子晶体解复用器这几大类。

  安博士还介绍了AWG的工作原理,其中AWG芯片是主干网、数据中心、光互连的关键芯片。不同材料系的AWG性能参数也不同,其中二氧化硅波导的折射率差为0.75%,波导尺寸为6 mm′6mm,弯曲半径为5mm,40通道芯片尺寸为45mm′20mm,最大的优点是,单独使用的损耗低;SOI波导的折射率差为40%,波导尺寸为500nm′200nm,弯曲半径为5mm;16通道芯片尺寸为580mm′170mm,属于集成使用,亚微米加工,因此耦合难度大;InGaAsP/InP波导的尺寸为2.5 m m′0.5mm,弯曲半径为500mm,属于集成使用,损耗稍高,但是价格贵。

  硅基二氧化硅AWG需要克服三大难点:均匀的材料生长、相位控制以减少串扰及退火应力补偿,其最大通道数高达512通道。

  Si纳米线波导AWG的波导尺寸在300nm-500nm,Ghent大学制备出了8通道、400GHz硅纳米线AWG,尺寸仅为200mm′350mm,器件插损仅-1.1dB,串扰为-25dB。

  硅纳米线AWG关键工艺在于电子束曝光或深紫外曝光和ICP干法刻蚀,需要克服三大难点:EB光刻密集纳米线波导均匀性、EB写场拼结问题(断开或错位) 及EB光刻、ICP刻蚀侧壁光滑性。

  64通道、50GHz InP AWG的禁带为1.05 mm,GaInAsP为0.5 mm厚,上面覆盖1.5 mm厚的InP。深脊型波导宽度为2.55 mm,刻蚀深度为4.5 mm。NTT采用深脊型结构,实现偏振无关,其尺寸为3.6mm′7.0mm;输入/输出波导展宽为4 mm;输出波导间隔为25 mm;阵列波导弯曲半径为500 mm;输入/输出波导弯曲半径为250 mm;插损在14.4-16.4dB间,串扰小于-20dB。

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