一种光分路器制造技术

本发明专利技术提供了一种光分路器。其中的光分路器包括：一个输入端口、两个输出端口和设置于输入端口和输出端口之间的耦合区；其中，所述光分路器的单个输出端的输出光功率与总输出光功率的比值随所使用的指定波长范围内的光波波长的变化而发生周期性的变化。应用本发明专利技术可以实现光分路器和光分路器的分光比的多周期动态可调。

【技术实现步骤摘要】
一种光分路器
本申请涉及移动通信
，尤其涉及一种光分路器。
技术介绍
在现有技术中，无源光网络（PON）技术是实现光纤接入（FTTx）的主流技术。图1为现有技术中的无源光网络的结构示意图，如图1所示，典型的PON系统的拓扑结构一般为树状拓扑结构，一般是由局端设备光线路终端（OLT）、用户端设备光网络单元（ONU）以及光分配网络（ODN）组成，其中的“无源”是指ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光纤和光分/合路器（Splitter）等无源光器件组成，其中的ODN一般由光纤和光分/合路器等无源光器件组成。上述PON中所使用的光分路器的分光比是指光分路器的支路数以及各支路上光功率的比例。在现有技术中，光分路器均为分光比固定的分光器，从1：2～1：128、2：2～2：128不等。现有的光分路器在内部结构上一般都是由多级1×2的光耦合单元级联的方式集成实现。现有技术中的光分路器的不同分支的分光比例以及分光的支路数都是固定不变的，而且该光分路器对1260～1630nm范围内的波长不敏感，分光比均保持不变。由于现有技术中的光分路器的分光比一般均是固定不变的，因此在PON网络的实际部署中将出现以下所述的一些问题：1、由于单PON口下所接入的用户数是千差万别的，因此在进行网络部署和备品备件是需要准备或使用1：2～1：128、2：2～2：128等十几种不同分光类型的光分路器，备品备件等运维成本也比较高。2、当单PON口下FTTx接入的用户数发生变化对，将对光分路器的分光比提出调整要求。在现有技术中，针对用户数增加的场景，可新叠加部署光分路器，但该解决方式需要消耗更多的宝贵的主干接入光纤；现有技术中也可在最初部署时直接部署具有大分光比的光分路器，但该解决方式将造成大量场景下光分路器端口虽使用较少，但上下行插损仍然为大分光比插损，从而导致功率预算紧张。3、单PON口下不同用户的距离存在较大差异，或不同配线光纤的链路损耗存在较大差异（如部署施工时的弯曲损耗等），因此功率预算一般都只能按照最差链路来计算，因此将造成距离较近或损耗较小的链路功率预算的浪费，甚至可能出现功率过载问题，同时也对光线路终端（OLT）接收机的自动增益控制（AGC）提出了挑战。综上可知，由于现有技术中的光分路器具有如上所述的缺点，因此如何提出一种具有更好的性能的光分路器，已经成为本领域中亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种光分路器，从而可以实现光分路器的分光比的多周期动态可调。本专利技术的技术方案具体是这样实现的：一种光分路器，该光分路器至少包括：一个输入端口、两个输出端口和设置于输入端口和输出端口之间的耦合区；其中，所述光分路器的单个输出端的输出光功率与总输出光功率的比值随所使用的指定波长范围内的光波波长的变化而发生周期性的变化。较佳的，所述耦合区的波导间距小于典型波导间距。较佳的，所述耦合区的至少一个波导中GeO2的掺杂浓度小于典型掺杂浓度。较佳的，所述耦合区的两个波导中GeO2的掺杂浓度比典型掺杂浓度减小10～20mol％。较佳的，所述指定波长范围为1260～1630nm。较佳的，所述光分路器为熔融拉锥型光分路器或平行双波导型光分路器。较佳的，当所述光分路器为平行双波导型光分路器时，所述耦合区的波导为宽度渐变型结构，且所述耦合区的波导宽度大于或等于典型波导宽度。较佳的，所述波导宽度的变化量为1～20微米。较佳的，所述耦合区的波导的宽度渐变型结构为弧形宽度渐变结构或线性宽度渐变结构。较佳的，当所述光分路器为平行双波导型光分路器时，所述光分路器耦合区的两个波导的中部的GeO2的掺杂浓度比典型掺杂浓度减小10～20mol％由上述技术方案可见，在本专利技术的技术方案中，由于对光分路器的耦合区的波导宽度、波导间距和/或波导中GeO2的掺杂浓度等进行了改进，以使得所述光分路器的单个输出端的输出光功率与总输出光功率的比值将随所使用的指定波长范围内的光波波长的变化而变化。因此，可以通过使用指定波长范围内的不同波长的光波的方式，使得所述光分路器具有不同的分光比，从而实现了光分路器的分光比的多周期动态可调。所以，如果在PON网络的实际部署中使用上述分光比多周期动态可调的光分路器，就可以在网络部署、运营维护和备品备件中仅采用一种或少数几种物理分光比光分路器，从而大大减少需要准备或使用的光分路器的种类，大大降低设备成本和运维成本。另外，通过使用上述分光比多周期动态可调的光分路器，即可根据单PON口下的用户数、用户传输距离等因素，适当配置光分路器的逻辑分光比，以匹配网络需求。此外，当逻辑分光比小于物理分光比时，其插入损耗将随逻辑分光比的降低线性下降，而传统的光分路器中无论使用几个输出端口，其插入损耗均无法下降。再者，通过使用上述分光比多周期动态可调的光分路器，还可以通过分光比的改变来动态调整不同支路的光功率，从而更好地匹配各支路的链路功率预算，使得网络部署变得更加灵活和便捷。附图说明图1是现有技术中的光分路器的结构示意图。图2为本专利技术实施例中的熔融拉锥型光分路器的结构示意图。图3为本专利技术实施例中的平面波导型光分路器的结构示意图。图4为本专利技术实施例中的光分路器输出端的光功率比例随波长而变化的示意图。图5为本专利技术实施例中减小熔融拉锥型光分路器耦合区的波导间距的示意图。图6为本专利技术实施例中平行双波导型光分路器耦合区的波导的宽度渐变型结构的示意图。图7为本专利技术实施例中改变平行双波导型光分路器耦合区的波导中部的GeO2的掺杂浓度的示意图。具体实施方式为使本专利技术的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术作进一步详细的说明。光分路器按照工作原理一般可以分为熔融拉锥型（FBT，FusedBiconicalTaper）光分路器和平面波导型（PLC）光分路器这两种，而多个光分路器还可通过级联的方式连接而形成一个大的光分路器。图2为本专利技术实施例中的熔融拉锥型光分路器的结构示意图。如图2所示，熔融拉锥型光分路器是将两根（或两根以上）除去涂覆层的光纤以一定的方法靠拢，在高温加热下熔融，同时向两侧拉伸，最终在加热区形成双锥体形式的特殊波导结构。因此，如图2所示，本专利技术实施例中的光分路器可主要包括：一个输入端口、两个输出端口和耦合区。在耦合区的两侧还设置有一个渐变区域。假设输入端口的光功率为P0，第一输出端口的光功率为P1，第二输出端口的光功率为P2，耦合区长度为w，渐变区长度为L；由于在耦合区的光纤纤芯（即波导）被熔融拉长，芯径a（即光纤纤芯的半径，为波导宽度的一半）变小，因此即便光信号的单模也会有部分在耦合区的光纤纤芯外传播，从而耦合到临近的另一光纤纤芯中。所以，熔融拉锥型光分路器的工作机理可以用如下所述的两个光波的耦合方程来描述：其中，Δβ＝β1-β2，Δβ为传播波矢不匹配度，k为耦合系数。设光纤参数中纤芯和包层的折射率分别为n1和n2，两根光纤纤芯之间的距离为d，光纤纤芯半径（即芯径）为a，工作波长为λ0,则k可以具体表示为：其中，本征值K1为i阶贝塞尔函数，ne为有效折射率。另外，耦合系数k还可以用如下经验公式近似：其中，A＝5.2789－3.663V+0.3841V2，B＝－0.7768+1.2252V－0.0152V2，C＝－0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光分路器，其特征在于，该光分路器至少包括：一个输入端口、两个输出端口和设置于输入端口和输出端口之间的耦合区；其中，所述光分路器的单个输出端的输出光功率与总输出光功率的比值随所使用的指定波长范围内的光波波长的变化而发生周期性的变化。

【技术特征摘要】
1.一种光分路器，其特征在于，该光分路器至少包括：一个输入端口、两个输出端口和设置于输入端口和输出端口之间的耦合区；其中，所述光分路器的单个输出端的输出光功率与总输出光功率的比值随所使用的指定波长范围内的光波波长的变化而发生周期性的变化；所述耦合区的波导间距小于典型波导间距；或者，所述耦合区的至少一个波导中GeO2的掺杂浓度小于典型掺杂浓度；其中，所述典型波导间距为光分路器均匀分光时的耦合区的两个波导之间的距离；所述典型掺杂浓度为光分路器均匀分光时的耦合区的两个波导中GeO2的掺杂浓度。2.根据权利要求1所述的光分路器，其特征在于：所述耦合区的两个波导中GeO2的掺杂浓度比典型掺杂浓度减小10～20mol％。3.根据权利要求1所述的光分路器，其特征在于：所述指定波长范围为1260～1630nm。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晗，柳晟，王磊，张德朝，李允博，韩柳燕，程伟强，叶雯，王世光，李遥，
申请(专利权)人：中国移动通信集团公司，
类型：发明
国别省市：北京;11