一种适用于波分复用技术的探测器结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种适用于波分复用技术的探测器结构，属于光电【技术领域】，由2个或2个以上相同大小的扇形结构或扇环结构前后拼接成一个螺旋形微腔结构，每个扇形或扇环结构均设有一个用于连接入射波的凹槽，作为各路通道信号的输入接口；上述凹槽的开口方向相同，都统一沿着顺时针或者逆时针方向，确保入射信号光被限制在微腔内。每个通道对应一个微腔谐振波长，通过一个单一探测器，可以探测多路信号光，从而大大降低了成本。通过设计微米量级的微腔结构，使得RC延迟降低，从而大大提高探测器的带宽。由于所有的凹槽开口都在同一方向，输入的信号光没有输出通道。因此所有信号光都被限制在微腔之中，直至被完全吸收，从而提高探测器的灵敏度。
【专利说明】一种适用于波分复用技术的探测器结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种探测器，特别是涉及一种适用于波分复用技术的探测器结构，属于光电【技术领域】。
【背景技术】
[0002]波分复用技术(wavelength-divisionmultiplexing, WDM)是将一系列载有信息、但波长不同的光信号合成一束，沿着单根光纤传输；在接收端再用某种方法，将各个不同波长的光信号分开的通信技术。这种技术可以同时在一根光纤上传输多路信号，每一路信号都由某种特定波长的光来传送。
[0003]目前，在现有技术中，波分复用技术主要采用独立的II1-V族材料探测器，该类探测器虽然工作频率可以很高，至少是40GHz以上，但缺点就是昂贵的材料价格以及加工成本。而作为片上光互连经常用到的硅基探测器，基本上采用波导结构，即把锗材料通过选择性外延生长到硅波导上面，通过衰逝波耦合达到探测效果。因此，为了能最大限度吸收入射光，探测器面积就会比较大，因此RC延迟会比较长，探测速度就不会太高。此外，目前常用的探测器只设有一个探测通道，使用时，需要多个独立的探测器探测不同通道的信号光，从而使得成本增加，而且功耗也较高。
[0004]针对上述缺陷，本发明人对此进行研究，专门开发出一种适用于波分复用技术的探测器结构，本案由此产生。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种适用于波分复用技术的探测器结构，所述探测器结构具有多个入射通道，可以同时探测多路信号。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是:
[0007]—种适用于波分复用技术的探测器结构，由2个或2个以上相同大小的扇形结构或扇环结构前后拼接成一个螺旋形微腔结构，每个扇形或扇环结构均设有一个用于连接入射波的凹槽，作为各路通道信号的输入接口 ；上述凹槽的开口方向相同，都统一沿着顺时针或者逆时针方向，确保入射信号光被限制在微腔内。
[0008]作为优选，所述适用于波分复用技术的探测器结构由2个相同大小的半圆形结构拼接而成。
[0009]作为优选，所述适用于波分复用技术的探测器结构由4个相同大小的扇形结构拼接而成。
[0010]作为优选，所述适用于波分复用技术的探测器结构由8个相同大小的扇形结构拼接而成。
[0011]采用上述微盘型多槽螺旋形微腔结构，使微腔的腔模与通道波长重合，通道间隔就是微腔模式的自由谱宽，任一凹槽通道输入的信号光都能和微腔谐振，从而使信号光得至IJ增强。[0012]作为优选，所述适用于波分复用技术的探测器结构由2个相同大小的半圆环结构拼接而成。
[0013]作为优选，所述适用于波分复用技术的探测器结构由4个相同大小的扇环结构拼接而成。
[0014]作为优选，所述适用于波分复用技术的探测器结构由8个相同大小的扇环结构拼接而成。
[0015]采用上述多槽螺旋形微环结构，区别于微盘结构，微环结构是单模工作，即在一个自由谱宽的范围内，只有一个纵模。因此模式特性比微盘结构要简单得多。然而微环的模式品质因子要比微盘的低。因此，信号光的腔增强效应就会比较弱。
[0016]与现有技术相比，本实用新型所提出这种应用于波分复用技术的探测器结构具有以下优点:
[0017]I)每个通道对应一个微腔谐振波长，通过一个单一探测器，可以探测多路信号光，从而大大降低了成本；
[0018]2)通过设计微米量级的的微腔结构，使得RC延迟降低，从而大大提高探测器的带宽；
[0019]3)由于所有的凹槽开口都在同一方向，输入的信号光没有输出通道。因此所有信号光都被限制在微腔之中，直至被完全吸收，从而提高探测器的灵敏度；
[0020]4)由于信号光波长和微腔谐振波长重合，信号光通过强增强效应得到了放大。
[0021]以下结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为实施例1双通道探测器的微腔结构示意图；
[0023]图2为实施例1数值模拟的微盘模式分布以及场分布；
[0024]图3为实施例2四通道探测器的微腔结构示意图；
[0025]图4为实施例3八通道探测器的微腔结构示意图；
[0026]图5为实施例3微盘模式分布不意图；
[0027]图6为实施例4双通道探测器微腔结构示意图；
[0028]图7为实施例5四通道探测器微腔结构示意图；
[0029]图8为实施例6八通道探测器微腔结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]实施例1:
[0031]如图1-2所示，一种适用于波分复用技术的探测器结构，由2个相同大小的半圆形结构I前后拼接成一个螺旋形微腔结构，每个半圆形结构I的外壁上均设有一个用于连接入射波的凹槽11，作为各路通道信号的输入接口 ；上述凹槽11的开口方向相同，都统一沿着顺时针或者逆时针方向，确保入射波导12的入射信号光被限制在微腔内。上述探测器结构为微盘形，采用双槽螺旋形微腔结构，使微腔的腔模与通道波长重合，通道间隔就是微腔模式的自由谱宽，任一凹槽通道输入的信号光都能和微腔谐振，从而使信号光得到增强。
[0032]实施例2:[0033]如图3所示，一种适用于波分复用技术的探测器结构，由4个相同大小的扇形结构2前后拼接成一个螺旋形微腔结构，每个扇形结构2的外壁上均设有一个用于连接入射波的凹槽21，作为各路信号的输入接口 ；上述凹槽21的开口方向相同，都统一沿着顺时针或者逆时针方向，确保入射波导22的入射信号光被限制在微腔内。上述探测器结构为微盘形，采用四槽螺旋形微腔结构，使微腔的腔模与通道波长重合，通道间隔就是微腔模式的自由谱宽，任一凹槽通道输入的信号光都能和微腔谐振，从而使信号光得到增强。
[0034]实施例3:
[0035]如图4所示，一种适用于波分复用技术的探测器结构，由8个相同大小的扇形结构3前后拼接成一个螺旋形微腔结构，每个扇形结构3的外壁上均设有一个用于连接入射波的凹槽31，作为各路信号的输入接口 ；上述凹槽31的开口方向相同，都统一沿着顺时针或者逆时针方向，确保入射波导32的入射信号光被限制在微腔内。上述探测器结构为微盘形，采用八槽螺旋形微腔结构，使微腔的腔模与通道波长重合，如图5所示，通道间隔就是微腔模式的自由谱宽，任一凹槽通道输入的信号光都能和微腔谐振，从而使信号光得到增强。微腔腔模的具体设计需要同时考虑微腔半径，凹槽尺寸等的影响，通过数值模拟加以优化。
[0036]实施例4:
[0037]如图6所示，一种适用于波分复用技术的探测器结构，由2个相同大小的半圆环结构4前后拼接成一个螺旋形微腔结构，每个半圆环结构4的外壁上均设有一个用于连接入射波的凹槽41,作为各路信号的输入接口 ；上述凹槽41的开口方向相同，都统一沿着顺时针或者逆时针方向，确保入射波导42的入射信号光被限制在微腔内。上述探测器结构为微环形，采用双槽螺旋形微腔结构，使微腔的腔模与通道波长重合，通道间隔就是微腔模式的自由谱宽，任一凹槽通道输入的信号光都能和微腔谐振，从而使信号光得到增强。微环结构是单模工作，即在一个自由谱宽的范围内，只有一个纵模。因此模式特性比微盘结构要简单得多。然而微环的模式品质因子要比微盘的低，因此，信号光的腔增强效应就会比较弱。
[0038]实施例5:
[0039]如图7所示，一种适用于波分复用技术的探测器结构，由4个相同大小的扇环结构5前后拼接成一个螺旋形微腔结构，每个扇环结构5的外壁上均设有一个用于连接入射波的凹槽51,作为各路信号的输入接口 ；上述凹槽的开口方向相同，都统一沿着顺时针或者逆时针方向，确保入射波导52的入射信号光被限制在微腔内。上述探测器结构为微环形，采用四槽螺旋形微腔结构，使微腔的腔模与通道波长重合，通道间隔就是微腔模式的自由谱宽，任一凹槽通道输入的信号光都能和微腔谐振，从而使信号光得到增强。微环结构是单模工作，即在一个自由谱宽的范围内，只有一个纵模。因此模式特性比微盘结构要简单得多。然而微环的模式品质因子要比微盘的低，因此，信号光的腔增强效应就会比较弱。
[0040]实施例6:
[0041]如图8所示，一种适用于波分复用技术的探测器结构，由8个相同大小的扇环结构6前后拼接成一个螺旋形微腔结构，每个扇环结构6的外壁上均设有一个用于连接入射波的凹槽61,作为各路信号的输入接口 ；上述凹槽61的开口方向相同，都统一沿着顺时针或者逆时针方向，确保入射波导62的入射信号光被限制在微腔内。上述探测器结构为微环形，采用八槽螺旋形微腔结构，使微腔的腔模与通道波长重合，通道间隔就是微腔模式的自由谱宽，任一凹槽通道输入的信号光都能和微腔谐振，从而使信号光得到增强。微环结构是单模工作，即在一个自由谱宽的范围内，只有一个纵模。因此模式特性比微盘结构要简单得多。然而微环的模式品质因子要比微盘的低，因此，信号光的腔增强效应就会比较弱。
[0042]上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属【技术领域】的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
【权利要求】
1.一种适用于波分复用技术的探测器结构，其特征在于:由2个或2个以上相同大小的扇形结构或扇环结构前后拼接成一个螺旋形微腔结构，每个扇形或扇环结构均设有一个用于连接入射波的凹槽，作为各路通道信号的输入接口 ；上述凹槽的开口方向相同，都统一沿着顺时针或者逆时针方向，确保入射信号光被限制在微腔内。
2.如权利要求1所述的一种适用于波分复用技术的探测器结构，其特征在于:所述适用于波分复用技术的探测器结构由2个相同大小的半圆形结构拼接而成。
3.如权利要求1所述的一种适用于波分复用技术的探测器结构，其特征在于:所述适用于波分复用技术的探测器结构由4个相同大小的扇形结构拼接而成。
4.如权利要求1所述的一种适用于波分复用技术的探测器结构，其特征在于:所述适用于波分复用技术的探测器结构由8个相同大小的扇形结构拼接而成。
5.如权利要求2或3或4所述的一种适用于波分复用技术的探测器结构，其特征在于:上述微腔的腔模与通道波长重合，通道间隔为微腔模式的自由谱宽。
6.如权利要求1所述的一种适用于波分复用技术的探测器结构，其特征在于:所述适用于波分复用技术的探测器结构由2个相同大小的半圆环结构拼接而成。
7.如权利要求1所述的一种适用于波分复用技术的探测器结构，其特征在于:所述适用于波分复用技术的探测器结构由4个相同大小的扇环结构拼接而成。
8.如权利要求1所述的一种适用于波分复用技术的探测器结构，其特征在于:所述适用于波分复用技术的探测器结构由8个相同大小的扇环结构拼接而成。
【文档编号】H04B10/07GK203675112SQ201320851274
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】王苗庆, 罗贤树 申请人:绍兴中科通信设备有限公司