一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種平面光波導(dǎo)集成器件，尤其是涉及一種多通道密集型波分復(fù) 用-解復(fù)用器。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，光作為載波在長(zhǎng)距離通信已經(jīng)取得巨大成功，并正在向短距離光通信 范疇推進(jìn)，如光纖到戶（FTTH)、光互連等系統(tǒng)。在這些光通信系統(tǒng)中，為了獲得更大數(shù)據(jù)傳 輸量，人們已經(jīng)發(fā)展了多種復(fù)用技術(shù)，包括波分復(fù)用、偏振復(fù)用、時(shí)分復(fù)用等。
[0003] 其中，波分復(fù)用（WDM)技術(shù)在長(zhǎng)距離光纖通信中已經(jīng)取得巨大成功，其核心器件 是波分復(fù)用-解復(fù)用器件，而其中最具代表性的便是陣列波導(dǎo)光柵。傳統(tǒng)的陣列波導(dǎo)光柵 依次由輸入波導(dǎo)、輸入平板波導(dǎo)、陣列波導(dǎo)、輸出平板波導(dǎo)和輸出波導(dǎo)連接組成，復(fù)合光從 輸入波導(dǎo)入射，進(jìn)入平板波導(dǎo)并發(fā)散傳輸，然后耦合到波導(dǎo)陣列中的各條波導(dǎo)。相鄰陣列波 導(dǎo)存在一定光程差，從而對(duì)各波長(zhǎng)的光產(chǎn)生不同的位相差，實(shí)現(xiàn)光柵的色散功能。經(jīng)過(guò)輸出 平板波導(dǎo)后，不同波長(zhǎng)的光會(huì)聚于陣列波導(dǎo)光柵像面上的不同點(diǎn)，然后再耦合到對(duì)應(yīng)位置 的輸出波導(dǎo)，即可將不同波長(zhǎng)的光從不同輸出波導(dǎo)輸出，實(shí)現(xiàn)了不同波長(zhǎng)的光的分離，這就 是波分解復(fù)用的功能。反過(guò)來(lái)，就可以實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用功能。
[0004] 隨著通信容量需求的日益增長(zhǎng)，密集波分復(fù)用成為關(guān)鍵技術(shù)。然而密集型波分復(fù) 用器件的實(shí)現(xiàn)并不容易，主要存在器件尺寸大、性能不好等不足。為了解決這一問(wèn)題，常用 的解決辦法是引入一種所謂的"光學(xué)梳狀濾波器"，并與兩個(gè)匹配的波分復(fù)用器件相結(jié)合。 利用光學(xué)梳狀濾波器先將入射的通道間隔為A X。,的一系列波長(zhǎng)分成兩組，即奇數(shù)組、偶 數(shù)組。奇數(shù)組、偶數(shù)組中各通道波長(zhǎng)的間隔為2 A X。,。再將奇數(shù)組、偶數(shù)組分別接入到各 自對(duì)應(yīng)的波分復(fù)用器件，進(jìn)而被分開(kāi)。
[0005] 上述現(xiàn)有技術(shù)中，需采用兩個(gè)波分復(fù)用器件，導(dǎo)致模塊尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且兩 個(gè)波分復(fù)用器件的中心波長(zhǎng)由于制備工藝誤差往往難以匹配。因此，亟需發(fā)展新的多通道 密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器模塊，從而在獲得超高通信數(shù)據(jù)容量的同時(shí)，降低該復(fù)用模塊 復(fù)雜度及其成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 為了解決【背景技術(shù)】中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型目的在于提供一種多通道密集型波 分復(fù)用-解復(fù)用器模塊。
[0007] 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：
[0008] 包括輸入波導(dǎo)、光學(xué)梳狀濾波器、第一連接波導(dǎo)、第二連接波導(dǎo)、第一平板波導(dǎo)、第 二平板波導(dǎo)、一組陣列波導(dǎo)、包含有N條輸出波導(dǎo)的第一輸出波導(dǎo)組、包含有N條輸出波導(dǎo) 的第二輸出波導(dǎo)組；輸入波導(dǎo)與光學(xué)梳狀濾波器的輸入端相連，光學(xué)梳狀濾波器的兩個(gè)輸 出端并分別經(jīng)第一連接波導(dǎo)、第二連接波導(dǎo)后連接到第一平板波導(dǎo)、第二平板波導(dǎo)的一端； 第一輸出波導(dǎo)組中每條輸出波導(dǎo)的一端均連接在第一平板波導(dǎo)的一端上，第一輸出波導(dǎo)組 與第一連接波導(dǎo)連接在第一平板波導(dǎo)的同一端；第二輸出波導(dǎo)組中每條輸出波導(dǎo)的一端與 第二平板波導(dǎo)的一端上，第二輸出波導(dǎo)組與第二連接波導(dǎo)連接在第一平板波導(dǎo)的同一端； 第一平板波導(dǎo)與第二平板波導(dǎo)的另一端之間連接有一組陣列波導(dǎo)；光信號(hào)從輸入波導(dǎo)輸入 或者從第一輸出波導(dǎo)組和第二輸出波導(dǎo)組輸入。
[0009] 作為波分解復(fù)用器，所述的輸入波導(dǎo)為輸入端，第一輸出波導(dǎo)組和第二輸出波導(dǎo) 組為輸出端；作為波分復(fù)用器，第一輸出波導(dǎo)組和第二輸出波導(dǎo)組為輸入端，所述的輸入波 導(dǎo)為輸出端。
[0010] 作為波分解復(fù)用器，所述的光學(xué)梳狀濾波器將入射到輸入波導(dǎo)的中心波長(zhǎng)為入i、 入2、人3、人4、…、、…、人2N的一組光信號(hào)分成中心波長(zhǎng)為人i、人3、…、人2N4的奇數(shù)組 光信號(hào)和中心波長(zhǎng)為x2、、…、121<的偶數(shù)組光信號(hào)的兩個(gè)通道；奇數(shù)組光信號(hào)依次經(jīng) 第一連接波導(dǎo)、第一平板波導(dǎo)、陣列波導(dǎo)、第二平板波導(dǎo)后從第二輸出波導(dǎo)組中各輸出波導(dǎo) 的輸出端依次輸出；偶數(shù)組光信號(hào)依次經(jīng)第二連接波導(dǎo)、第二平板波導(dǎo)、陣列波導(dǎo)、第一平 板波導(dǎo)后從第一輸出波導(dǎo)組中各輸出波導(dǎo)的輸出端依次輸出。
[0011] 所述的奇數(shù)組光信號(hào)的波長(zhǎng)間隔與偶數(shù)組光信號(hào)的波長(zhǎng)間隔相同，均為從輸入波 導(dǎo)輸入的該組光信號(hào)的波長(zhǎng)間隔的兩倍。
[0012] 所述光學(xué)梳狀濾波器為馬赫-澤德干涉儀。
[0013] 所述光學(xué)梳狀濾波器為微環(huán)濾波器。
[0014] 所述的陣列波導(dǎo)任意相鄰的兩個(gè)波導(dǎo)長(zhǎng)度差相同。
[0015] 所述第一輸出波導(dǎo)組的輸入端位置x。^由下式?jīng)Q定：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器，其特征在于：包括輸入波導(dǎo)（1)、光學(xué)梳 狀濾波器（2)、第一連接波導(dǎo)（3a)、第二連接波導(dǎo)（3b)、第一平板波導(dǎo)（4a)、第二平板波導(dǎo) (4b)、一組陣列波導(dǎo)（5)、包含有N條輸出波導(dǎo)的第一輸出波導(dǎo)組（6a)、包含有N條輸出波 導(dǎo)的第二輸出波導(dǎo)組（6b); 輸入波導(dǎo)（1)與光學(xué)梳狀濾波器（2)的輸入端相連，光學(xué)梳狀濾波器（2)的兩個(gè)輸出 端并分別經(jīng)第一連接波導(dǎo)（3a)、第二連接波導(dǎo)（3b)后連接到第一平板波導(dǎo)（4a)、第二平 板波導(dǎo)（4b)的一端；第一輸出波導(dǎo)組（6a)中每條輸出波導(dǎo)的一端均連接在第一平板波導(dǎo) (4a)的一端上，第一輸出波導(dǎo)組（6a)與第一連接波導(dǎo)（3a)連接在第一平板波導(dǎo)（4a)的 同一端；第二輸出波導(dǎo)組（6b)中每條輸出波導(dǎo)的一端與第二平板波導(dǎo)（4b)的一端上，第二 輸出波導(dǎo)組（6b)與第二連接波導(dǎo)（3b)連接在第一平板波導(dǎo)（4a)的同一端；第一平板波導(dǎo) (4a)與第二平板波導(dǎo)（4b)的另一端之間連接有一組陣列波導(dǎo)（5);光信號(hào)從輸入波導(dǎo)（1) 輸入或者從第一輸出波導(dǎo)組（6a)和第二輸出波導(dǎo)組（6b)輸入。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器，其特征在于：作為 波分解復(fù)用器，所述的輸入波導(dǎo)（1)為輸入端，第一輸出波導(dǎo)組（6a)和第二輸出波導(dǎo)組 (6b)為輸出端；作為波分復(fù)用器，第一輸出波導(dǎo)組（6a)和第二輸出波導(dǎo)組（6b)為輸入端， 所述的輸入波導(dǎo)⑴為輸出端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器，其特征在于：作為 波分解復(fù)用器，所述的光學(xué)梳狀濾波器（2)將入射到輸入波導(dǎo)（1)的中心波長(zhǎng)為h、入2、 入3、人4、…、、…、入 2N的一組光信號(hào)分成中心波長(zhǎng)為人i、人3、…、人2N_i的奇數(shù)組光信 號(hào)和中心波長(zhǎng)為X2、、…、121<的偶數(shù)組光信號(hào)的兩個(gè)通道；奇數(shù)組光信號(hào)依次經(jīng)第一 連接波導(dǎo)（3a)、第一平板波導(dǎo)（4a)、陣列波導(dǎo)（5)、第二平板波導(dǎo)（4b)后從第二輸出波導(dǎo)組 (6b)中各輸出波導(dǎo)的輸出端依次輸出；偶數(shù)組光信號(hào)依次經(jīng)第二連接波導(dǎo)（3b)、第二平板 波導(dǎo)（4b)、陣列波導(dǎo)（5)、第一平板波導(dǎo)（4a)后從第一輸出波導(dǎo)組（6a)中各輸出波導(dǎo)的輸 出端依次輸出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器，其特征在于：所述 的奇數(shù)組光信號(hào)的波長(zhǎng)間隔與偶數(shù)組光信號(hào)的波長(zhǎng)間隔相同，均為從輸入波導(dǎo)（1)輸入的 該組光信號(hào)的波長(zhǎng)間隔的兩倍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器，其特征在于：所述 光學(xué)梳狀濾波器（2)為馬赫-澤德干涉儀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器，其特征在于：所述 光學(xué)梳狀濾波器（2)為微環(huán)濾波器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器，其特征在于：所述 的陣列波導(dǎo)（5)任意相鄰的兩個(gè)波導(dǎo)長(zhǎng)度差相同。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器，其特征在于：所述 第一輸出波導(dǎo)組（6a)的輸入端位置x。^由下式?jīng)Q定：
式中\(zhòng)為陣列波導(dǎo)基模有效折射率、n3為第一平板波導(dǎo)/第二平板波導(dǎo)基模有效折射 率，dg為陣列波導(dǎo)輸入端、輸出端處的相鄰陣列波導(dǎo)間距，LFPK為第一平板波導(dǎo)、第二平板波 導(dǎo)的長(zhǎng)度，\(11)為第二連接波導(dǎo)（3b)輸入波導(dǎo)輸出端的位置，m為干涉級(jí)次，X表示入射 到輸入波導(dǎo)（1)光信號(hào)偶數(shù)組的工作波長(zhǎng)；AL為陣列波導(dǎo)（5)中相鄰波導(dǎo)的長(zhǎng)度差。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器，其特征在于：所述 第二輸出波導(dǎo)組（6b)的輸入端位置由下式?jīng)Q定：
式中，\為陣列波導(dǎo)基模有效折射率、n3為第一平板波導(dǎo)/第二平板波導(dǎo)基模有效折 射率，dg為陣列波導(dǎo)輸入端、輸出端處的相鄰陣列波導(dǎo)間距，LFPK為第一平板波導(dǎo)、第二平板 波導(dǎo)的長(zhǎng)度，xia)為第一連接波導(dǎo)（3a)輸出端的位置，m為干涉級(jí)次，X表示入射到輸入 波導(dǎo)（1)光信號(hào)奇數(shù)組的工作波長(zhǎng)；AL為陣列波導(dǎo)（5)中相鄰波導(dǎo)的長(zhǎng)度差。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器。輸入波導(dǎo)與光學(xué)梳狀濾波器的輸入端相連，兩個(gè)輸出端并分別通過(guò)第一、第二連接波導(dǎo)與各自第一、第二平板波導(dǎo)相連接，在第一、第二平板波導(dǎo)之間連接有一組陣列波導(dǎo)，第一輸出波導(dǎo)組中每條輸出波導(dǎo)的一端均連接在第一平板波導(dǎo)的一端上，第一輸出波導(dǎo)組與第一連接波導(dǎo)連接在第一平板波導(dǎo)的同一端；第二輸出波導(dǎo)組中每條輸出波導(dǎo)的一端與第二平板波導(dǎo)的一端上，第二輸出波導(dǎo)組與第二連接波導(dǎo)連接在第一平板波導(dǎo)的同一端。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)方便且小尺寸、高性能，亦未引入額外的復(fù)雜工藝，在器件尺寸未顯著增加的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了通道數(shù)的翻倍。
【IPC分類】G02B6-293
【公開(kāi)號(hào)】CN204302529
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420605906
【發(fā)明人】戴道鋅, 陳思濤, 何賽靈
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年10月20日