我们硅光集成的调制器,用的很多,其中有50:50分光结构,常用的是定向耦合器,MMI多模干涉器,和绝热耦合器。
AyarLab他家在绝热耦合器的基础上,优化了一下,做快速绝热耦合。
所谓定向耦合,利用电磁波的波动原理,在距离接近的地方,倏逝波出现横向耦合现象,通过耦合长度的精准控制,确定在哪一个波导输出以及输出的比例关系。

因为定向耦合,在一个波长内解决,已经设计好的尺寸结构,分光的比例就与波长强相关。

也就是分光比例与波长的依赖度相当的高,那意味着,我们硅光的工艺误差,温度变化,和co-packaging/热插拔要用的多个CWDM宽的波段,都会导致MZ调制器的分光比例出现很大的偏移。

定向耦合器有个优点,就是插入损耗很低。

把定向耦合器的耦合段拉长,形成绝热耦合器,

绝热耦合的分光比例对波长的依赖度,大大降低,

同时,保留了定向耦合器的优点,插入损耗低。

看起来绝热耦合器比定向耦合要好很多,但是长度太长。多模干涉器,也是很多硅光集成的厂家选用的分光结构件,长度较短,分光的波长依赖度有一些,但比定向耦合器好很多。能覆盖常规的调制器应用。


但是,多模干涉器的插入损耗,与波长的依赖关系很强,同样,硅的光学折射率的温漂系数很大,工艺误差与折射率的关系也很大,导致插入损耗不可控。

AyarLab的这个分光器件,是对常规的绝热耦合器做了优化,下图左上臂,宽度有变化,通过结构的设计,将耦合长度缩短

分光比例的波长依赖度挺好,

插入损耗也很低,

在保留绝热耦合器的优点前提下,降低尺寸。

