一种温度分段补偿的温度不敏感型阵列波导光栅(AAWG)制造技术

本发明专利技术涉及一种温度分段补偿的温度不敏感型阵列波导光栅(AAWG)，包括基座、AWG芯片、第一驱动器(110)；所述第一驱动器(110)固定于所述基座移动端(201)和所述基座固定端(202)之间，所述芯片移动端(301)上端还设置有第二驱动器(120)；所述第一驱动器(110)对AWG芯片的波长温度特性进行线性欠补偿或线性过补偿；所述第二驱动器(120)在一个温度区间上对AWG芯片的波长温度特性进行线性补偿；在所述温度区间上，所述第二驱动器(120)的线性补偿与所述第一驱动器(110)的线性欠补偿相叠加或者与所述第一驱动器(110)的线性过补偿相抵消；本发明专利技术装置可达到-40至80度的温度范围内波长偏移小于±30pm的性能指标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种阵列波导光栅，特别涉及一种温度分段补偿的温度不敏感型阵列波导光栅(AAWG),本专利技术属于光纤通信领域。
技术介绍
通常AAWG采用温度补偿技术来保持波长的稳定，目前已有多种专利，如将芯片分成两部分，用金属温度补偿杆连接输入(或输出)部分，在温度补偿杆热胀冷缩的驱动下使输入(或输出)部分移动来补偿波长随温度的漂移。如图1所示，AWG芯片被分割成芯片移动端301和芯片固定端302两部分，分别固定在基座移动端201和基座固定端202上，第一驱动器110具有与基座移动端201和基座固定端202不同的热膨胀系数，温度变化时利用第一驱动器110的热胀冷缩驱动基座移动端201使固定在其上的AWG芯片移动端301相对于固定在基座固定端202上的芯片固定端302移动，引起中心波长偏移来抵消由阵列波导芯片温度变化引起的中心波长的偏移。这种补偿方法是对AWG芯片波长的温度特性进行一次线性补偿。但实际的二氧化硅AWG芯片波长随温度的变化并不是线性的，是一个一次项和二次项的叠加，如公式：Δλ＝A(nT)·ΔT+B(nS,nD)·ΔT2其中，Δλ为波长变化，A(nT)表示热光效应函数，B(nS,nD)表示压光、色散效应函数，ΔT为温度变化。因此采用图1所示的这种补偿方法对AWG芯片波长的温度特性进行一次线性完全补偿后，AWG芯片的温度-波长特性表现为如图2所示二次抛物曲线，在0-40度温度范围内波长变化较小，但是在低温和高温区域波长随温度变化剧烈，在-40度到80度的温度范围内，波长随温度变化可达到60pm，因而图1所示的这种补偿方法不能适应于更宽温度范围的使用。
技术实现思路
本专利技术的目的就是克服现有技术存在的问题和不足，提供一种温度分段补偿的温度不敏感型阵列波导光栅，通过采用两个驱动器来驱动AWG芯片的移动端移动，使用两个驱动器在不同温度段进行补偿，使得-40至80度的温度范围内波长偏移小于30pm。本专利技术采用的技术方案是：一种温度分段补偿的温度不敏感型阵列波导光栅，包括基座、AWG芯片、第一驱动器；所述基座分割为基座移动端和基座固定端，所述AWG芯片分割为芯片移动端和芯片固定端，所述第一驱动器固定于所述基座移动端和所述基座固定端之间，第一驱动器采用热膨胀系数大于基座的材料，所述芯片移动端上端还设置有第二驱动器；所述第一驱动器对AWG芯片的波长温度特性进行线性欠补偿或线性过补偿；所述第二驱动器在一个温度区间上对AWG芯片的波长温度特性进行线性补偿；在所述温度区间上，所述第二驱动器的线性补偿与所述第一驱动器的线性欠补偿相叠加或者与所述第一驱动器的线性过补偿相抵消。AWG芯片的波长温度特性在所述第一驱动器和第二驱动器的补偿作用下，在-40度到80度的温度范围内，波长随温度变化小于30pm。所述芯片移动端上端还设置有弹性器，所述第二驱动器同所述弹性器相邻设置并能够推动所述弹性器发生弹性形变；所述弹性器由弹性块及设置其两端的第一固定块、第二固定块组成，第一固定块粘接固定于芯片移动端上，第二固定块粘接固定于基座移动端上，第二固定块和弹性块采用与基座移动端膨胀系数接近的材料，第一固定块采用与AWG芯片膨胀系数接近的材料；第二驱动器采用的材料膨胀系数大于基座移动端；第二驱动器一端直接或间接与基座移动端固定使其随基座移动端运动，第二驱动器另一端则与弹性器的第一固定块无缝贴合设置。所述第二驱动器包括有呈直线设置的驱动块和第三固定块，所述第二驱动器和弹性器与AWG芯片分割边界平行，第三固定块直接固定于基座移动端上，驱动块与第一固定块无缝贴合设置。所述第二驱动器包括驱动块和第三固定块，驱动块为“L”形，驱动块与第三固定块设置于弹性器的顶部，第三固定块通过第二固定块间接固定于基座移动端上可随基座移动端运动，驱动块“L”形内侧端与第一固定块无缝贴合。所述第二驱动器包括驱动块和第三固定块，驱动块为“L”形，驱动块一侧与第三固定块连接，驱动块与第三固定块设置于弹性器的下侧或上侧，第三固定块直接固定于基座移动端上并随基座移动端运动，驱动块“L”形内侧端与第一固定块无缝贴合所述芯片移动端、芯片固定端与基座之间采用高柔性粘接剂固定连接，该高柔性粘接剂的延展性>100％。所述芯片移动端和芯片固定端之间的缝隙小于50μm。所述弹性器的弹性块采用两侧受力时可产生微小形变而使弹性块总长度发生微小变化，外力消除时长度可恢复的弹性区。所述弹性块的块结构两侧相对设置有未贯通槽形成的弹性区。所述弹性块设置有空菱形或X形状的弹性区。本专利技术具有如下优点：1、本专利技术通过两个驱动器来驱动AWG芯片的移动端移动，可以分别调整两个驱动器的补偿系数并相互配合，使用两个驱动器在不同温度段进行补偿，达到-40至80度的温度范围内波长偏移小于30pm的性能指标；2、本专利技术装置不会造成芯片其它性能指标的恶化；3、本专利技术装置结构简单，易于实施，适合工业批量生产。附图说明图1是现有技术中AWG线性补偿原理结构图；图2是现有技术中AWG线性补偿后的温度-波长特性图；图3是本专利技术受双驱动移动温度分段补偿原理结构图；图4是本专利技术AWG芯片移动端芯片固定端粘接的示意图；图5是本专利技术温度补偿两种方式的温度-波长特性图；图6是本专利技术弹性器的结构示意图；图7是本专利技术弹性器及位置示意图；图8是本专利技术弹性器弹性块的第二种实施例结构示意图；图9是本专利技术弹性器弹性块的第三种实施例结构示意图；图10是本专利技术温度补偿一种方式的温度-波长特性图；图11是本专利技术温度补偿另一种方式的温度-波长特性图；图12是本专利技术驱动器及结构示意图；图13是本专利技术一种补偿方式实施例结构示意图；图14是本专利技术一种补偿方式实施例的低温状态示意图；图15是本专利技术一种补偿方式实施例的高温状态示意图；图16是本专利技术第二种补偿方式第一种实施例结构示意图；图17是本专利技术第二种补偿方式第二种实施例结构示意图；图18是本专利技术第二种补偿方式第三种实施例结构示意图；图19是本专利技术第二种补偿方式实施例的高温状态示意图；图20是本专利技术第二种补偿方式实施例的低温状态示意图；其中：110、第一驱动器；         201、基座移动端；202、基座固定端；         301、芯片移动端；302、芯片固定端；         401、高柔性粘接剂；120、第二驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度分段补偿的温度不敏感型阵列波导光栅，包括基座、AWG芯片、第一驱动器(110)；所述基座分割为基座移动端(201)和基座固定端(202)，所述AWG芯片分割为芯片移动端(301)和芯片固定端(302)，所述第一驱动器(110)固定于所述基座移动端(201)和所述基座固定端(202)之间，第一驱动器(110)采用热膨胀系数大于基座的材料，其特征在于：所述芯片移动端(301)上端还设置有第二驱动器(120)；所述第一驱动器(110)对AWG芯片的波长温度特性进行线性欠补偿或线性过补偿；所述第二驱动器(120)在一个温度区间上对AWG芯片的波长温度特性进行线性补偿；在所述温度区间上，所述第二驱动器(120)的线性补偿与所述第一驱动器(110)的线性欠补偿相叠加或者与所述第一驱动器(110)的线性过补偿相抵消。

【技术特征摘要】
1.一种温度分段补偿的温度不敏感型阵列波导光栅，包括基座、AWG芯片、第一驱动器(110)；所述基座分割为基座移动端(201)和基座固定端(202)，所述AWG芯片分割为芯片移动端(301)和芯片固定端(302)，所述第一驱动器(110)固定于所述基座移动端(201)和所述基座固定端(202)之间，第一驱动器(110)采用热膨胀系数大于基座的材料，其特征在于：所述芯片移动端(301)上端还设置有第二驱动器(120)；所述第一驱动器(110)对AWG芯片的波长温度特性进行线性欠补偿或线性过补偿；所述第二驱动器(120)在一个温度区间上对AWG芯片的波长温度特性进行线性补偿；在所述温度区间上，所述第二驱动器(120)的线性补偿与所述第一驱动器(110)的线性欠补偿相叠加或者与所述第一驱动器(110)的线性过补偿相抵消。 
2.根据权利要求1所述的温度分段补偿的温度不敏感型阵列波导光栅，其特征在于：AWG芯片的波长温度特性在所述第一驱动器(110)和第二驱动器(120)的补偿作用下，在-40度到80度的温度范围内，波长随温度变化小于30pm。 
3.根据权利要求2所述的温度分段补偿的温度不敏感型阵列波导光栅，其特征在于：所述芯片移动端(301)上端还设置有弹性器(130)，所述第二驱动器(120)同所述弹性器(130)相邻设置并能够推动所述弹性器(130)发生弹性形变；所述弹性器(130)由弹性块(124)及设置其两端的第一固定块(122)、第二固定块(125)组成，第一固定块(122)粘接固定于芯片移动端(301)上，第二固定块(125)粘接固定于基座移动端(201)上，第二固定块(125)和弹性块(124)采用与基座移动端(201)膨胀系数接近的材料，第一固定块(122)采用与AWG芯片膨胀系数接近的材料；第二驱动器(120)采用的材料膨胀系数大于基座移动端(201)；第二驱动器(120)一端直接或间接与基座移动端(201)固定使其随基座移动端(201)运动，第二驱动器(120)另一端则与弹性器(130)的第一固定块(122)无缝贴合设置。 
4.根据权利要求3所述的一种温度分段补偿的温度不敏感型阵列波导光栅，其特征在于：所述第二驱动器(120)包括有呈直线设置的驱动块(123)和第三固定块(121)，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌九红，马卫东，胡家燕，
申请(专利权)人：武汉光迅科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42