【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成光电子器件，特别是涉及一种基于逆向设计的多通道波分复用器。
技术介绍
1、波分复用技术是将一系列载有信息但波长不同的光信号合成一束，沿着单根光纤进行传输，在接收端再将各个波长不同的光信号分开的通讯技术。由于独立信号由不同波长的光承载，因此带宽会扩大数倍，增强了通信系统的容量，被认为是一种很有前途的技术。
2、在集成电路概念的启示下，集成光路尝试将常见的分立光学器件在半导体上实现。硅基是目前使用最广泛的光集成材料。由于绝缘体上硅具有高折射率、低插入损耗、低成本等优势，硅基波分复用器成为光电子器件的研究热点。但是由于目前的波分复用器中采用的功分器会受到耦合比色散的影响，波分复用器会产生较大的通道串扰。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于逆向设计的多通道波分复用器，能够实现超大的通带平坦度和超低的通道串扰。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于逆向设计的多通道波分复用器，包括第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器，所述第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器均由马赫曾德尔干涉仪结构级联构成；所述第一滤波器的输入端与输入波导相连，上输出端与所述第二滤波器的下输入端相连，下输出端与所述第三滤波器的上输入端相连。
3、所述第一滤波器包括第一功分器、第二功分器、第三功分器和第四功分器，所述第一功分器的上输入端与所述输入波导相连，上输出端通过第一相位延迟部分与所述第二功分器的上输入端相连，下输出端通过第一
4、所述第二滤波器包括第五功分器、第六功分器和第七功分器，所述第五功分器的下输入端与所述第一滤波器的上输出端相连，上输出端通过第四相位延迟部分与所述第六功分器的上输入端相连，下输出端通过第四波导部分与所述第六功分器的下输入端相连；所述第六功分器的上输出端通过第五波导部分与所述第七功分器的上输入端相连，下输出端通过第五相位延迟部分与所述第七功分器的下输入端相连；所述第七功分器的上输出端和下输出端分别作为多通道波分复用器的第一输出端和第二输出端。
5、所述第三滤波器包括第八功分器、第九功分器和第十功分器；所述第八功分器的上输入端与所述第一滤波器的下输出端相连，上输出端通过第六相位延迟部分与所述第九功分器的上输入端相连，下输出端通过第六波导部分与所述第九功分器的下输入端相连；所述第九功分器的上输出端通过第七波导部分与所述第十功分器的上输入端相连，下输出端通过第七相位延迟部分与所述第十功分器的下输入端相连；所述第十功分器的上输出端和下输出端分别作为多通道波分复用器的第三输出端和第四输出端。
6、所述第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器的参数通过逆向设计算法优化得到，具体为：
7、定义一个d维向量空间，并初始化每个粒子的位置和速度，其中，每个粒子在d维空间中的位置表示所述第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器的一组设置参数；
8、通过适应度函数对每个粒子进行评估，得到全局最优位置；所述适应度函数为：其中，fom为适应度函数，fsr为多通道波分复用器的自由频偏范围，和分别为不同通道内1db带宽所对应的通道两边波长，和分别表示某通道与其余通道内的透射率；
9、判断得到的全局最优位置是否满足条件；
10、若不满足，则更新每个粒子的速度和位置，并通过所述适应度函数对每个更新后的粒子进行评估，根据评估结果更新每个粒子的最优位置和全局最优位置，并返回上一步，直至全局最优位置满足条件或达到迭代次数为止。
11、有益效果
12、由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术使用了mzi结构，通过mzi的相位补偿改善定向耦合器耦合比的波长依赖性，同时通过逆向设计算法对组成该波分复用器的光功分器和延迟线长度进行优化，从而使得本专利技术的多通道波分复用器具有超大的通带平坦度和超低的通道串扰。
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1.一种基于逆向设计的多通道波分复用器，其特征在于，包括第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器，所述第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器均由马赫曾德尔干涉仪结构级联构成；所述第一滤波器的输入端与输入波导相连，上输出端与所述第二滤波器的下输入端相连，下输出端与所述第三滤波器的上输入端相连。
2.根据权利要求1所述的基于逆向设计的多通道波分复用器，其特征在于，所述第一滤波器包括第一功分器、第二功分器、第三功分器和第四功分器，所述第一功分器的上输入端与所述输入波导相连，上输出端通过第一相位延迟部分与所述第二功分器的上输入端相连，下输出端通过第一波导部分与所述第二功分器的下输入端相连；所述第二功分器的上输出端通过第二波导部分与所述第三功分器的上输入端相连，下输入端通过第二相位延迟部分与所述第三功分器的下输入端相连；所述第三功分器的上输出端通过第三波导部分与所述第四功分器的上输入端相连，下输出端通过第三相位延迟部分与所述第四功分器的下输入端相连；所述第四功分器的上输出端与所述第二滤波器的下输入端相连，下输出端与所述第三滤波器的上输入端相连。
3.根据权利要求1所述的基于逆
4.根据权利要求1所述的基于逆向设计的多通道波分复用器，其特征在于，所述第三滤波器包括第八功分器、第九功分器和第十功分器；所述第八功分器的上输入端与所述第一滤波器的下输出端相连，上输出端通过第六相位延迟部分与所述第九功分器的上输入端相连，下输出端通过第六波导部分与所述第九功分器的下输入端相连；所述第九功分器的上输出端通过第七波导部分与所述第十功分器的上输入端相连，下输出端通过第七相位延迟部分与所述第十功分器的下输入端相连；所述第十功分器的上输出端和下输出端分别作为多通道波分复用器的第三输出端和第四输出端。
5.根据权利要求1所述的基于逆向设计的多通道波分复用器，其特征在于，所述第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器的参数通过逆向设计算法优化得到，具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于逆向设计的多通道波分复用器，其特征在于，包括第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器，所述第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器均由马赫曾德尔干涉仪结构级联构成；所述第一滤波器的输入端与输入波导相连，上输出端与所述第二滤波器的下输入端相连，下输出端与所述第三滤波器的上输入端相连。
2.根据权利要求1所述的基于逆向设计的多通道波分复用器，其特征在于，所述第一滤波器包括第一功分器、第二功分器、第三功分器和第四功分器，所述第一功分器的上输入端与所述输入波导相连，上输出端通过第一相位延迟部分与所述第二功分器的上输入端相连，下输出端通过第一波导部分与所述第二功分器的下输入端相连；所述第二功分器的上输出端通过第二波导部分与所述第三功分器的上输入端相连，下输入端通过第二相位延迟部分与所述第三功分器的下输入端相连；所述第三功分器的上输出端通过第三波导部分与所述第四功分器的上输入端相连，下输出端通过第三相位延迟部分与所述第四功分器的下输入端相连；所述第四功分器的上输出端与所述第二滤波器的下输入端相连，下输出端与所述第三滤波器的上输入端相连。
3.根据权利要求1所述的基于逆向设计的多通道波分复用器，其特征在于，所述第二滤波器包括第五功分器、第六功分器和第七功...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘翔，甘甫烷，盛振，赵瑛璇，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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