[发明专利]一种双层的温度不敏感且制备不敏感的MZI滤波器

权利要求书

1.一种双层的温度不敏感且制备不敏感的MZI滤波器，其特征在于：包括第一干涉臂、第二干涉臂、第三干涉臂、第四干涉臂、过渡结构、taper结构、公共路径和耦合器部分；

所述第一到第四干涉臂和taper结构基于温度不敏感的弱限制性波导，所述的弱限制性波导的相对折射率差Δ25％；所述第一干涉臂和第二干涉臂的材料和几何尺寸完全一致，宽度均为W₁；第三干涉臂和第四干涉臂的材料和几何尺寸完全一致，宽度均为W₂；所述公共路径和耦合器部分是基于强限制性波导，所述的强限制性波导的相对折射率差Δ﹥25％；所述过渡结构是为了降低弱限制性波导和强限制性波导之间的过渡损耗；所述taper结构用于降低两种波导宽度之间的过渡损耗；所述的公共路径设于第一干涉臂与第二干涉臂之间、第三干涉臂与第四干涉臂之间；

温度不敏感的实现是靠在干涉臂采用温度不敏感的波导材料，在工作波长为λ0，自由频谱范围为FSR时，制备不敏感的MZI必须满足以下条件：

其中，w₁，w₂，n_g1，n_g2分别是MZI两臂的波导宽度和群折射率，n₁，n₂分别是两个臂的相对折射率，L₁，L₂分别是两臂的长度；

所述相对折射率差Δ＝(n_c²-n_b²)/2*n_c²，n_c是芯层波导的有效折射率，n_b是包层波导的有效折射率。

2.根据权利要求1所述的双层的温度不敏感且制备不敏感的MZI滤波器，其特征在于：所述的弱限制性波导为氮化硅或者掺杂二氧化硅的波导中的一种；所述的强限制性波导为硅波导或者表面等离子激元波导中的一种。

3.根据权利要求1所述的双层的温度不敏感且制备不敏感的MZI滤波器，其特征在于：所述taper结构是线性、指数型或抛物线型中的任意一种形式。

4.根据权利要求2所述的双层的温度不敏感且制备不敏感的MZI滤波器，其特征在于：当宽度W₁＝W₂时，不需要taper结构。

5.根据权利要求1所述的双层的温度不敏感且制备不敏感的MZI滤波器，其特征在于：所有taper结构的几何尺寸和波导材料性质均一致，所有过渡结构的几何尺寸和波导材料性质均一致。

6.根据权利要求1所述的双层的温度不敏感且制备不敏感的MZI滤波器，其特征在于：干涉臂、耦合器部分和公共路径的波导为脊波导、条波导或者其混合形式。

7.根据权利要求1所述的双层的温度不敏感且制备不敏感的MZI滤波器，其特征在于：所述的强限制性波导为硅，弱限制性波导为氮化硅，可实现温度不敏感且制备不敏感的MZI滤波器CMOS兼容。

8.根据权利要求1-7任一项所述的双层的温度不敏感且制备不敏感的MZI滤波器，其特征在于：所述的双层的温度不敏感且制备不敏感的MZI滤波器可以作为基本单元，n个基本单元多级级联以实现平顶的频谱响应，以及获得更小的串扰；多级级联之后的MZI仍可以作为基本单元，根据不同的自由传输范围(FSR)来设计相关的波导参数，再次级联之后来实现多波长的复用解复用。