一种阵列波导光栅制造技术

本发明专利技术公开了一种阵列波导光栅，包括依次连接的输入波导区、输入平板波导区、阵列波导区、输出平板波导区和输出波导区，所述阵列波导区中嵌入至少两种温度补偿介质以实现至少二阶温度补偿，并以阵列波导光栅的中心阵列波导为对称轴，调整输出罗兰圆的曲率半径，同时调整非中心阵列波导与中心阵列波导之间的夹角，以及非中心阵列波导在输出罗兰圆上的位置，该新型可以显著地改善常规阵列波导光栅的温度特性，实现阵列波导光栅的温度不敏感化，有效地减小了散射损耗，可以实现阵列波导光栅的边缘通道输出响应平坦化，而且可提高各通道间损耗均匀性。

Arrayed waveguide grating

The invention discloses an array waveguide grating, including input waveguide region, is connected with the input waveguide region and array waveguide region, an output planar waveguide region and output waveguide region, the array waveguide area is embedded in at least two kinds of medium temperature compensation to achieve at least two order temperature compensation, and to the center of array waveguides grating axis of symmetry, the radius of curvature to adjust the output of Luo Lanyuan, adjusting the angle between the center and the center for non array waveguide array waveguide and waveguide array in the center position and the output of the Rowland circle on the temperature characteristics of this model can significantly improve the conventional array waveguide grating, array waveguide grating temperature sensitivity. To effectively reduce the scattering loss of edge channel output can achieve array waveguide grating response flatness, but also improve the channel loss Consumption uniformity.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光通信
，具体涉及一种阵列波导光栅。
技术介绍
实际应用中，AWG必须能在一个相当宽的温度范围内有效的工作。外界温度的变化会导致热膨胀和折射率的变化，从而使得阵列波导的光程发生变化。阵列中不同的波导有着不同的长度，不同波导的光程以不同的数量变化，就会引起AWG的中心波长发生漂移，影响其工作，这很大程度地限制了AWG的广泛应用，因此，市场对温度不敏感AWG的需求日益快速增加。目前比较常见的解决办法是引入控温装置和外部电路进行恒定温度控制。但是这样就会引入电源及其他有源设备，一方面增加了成本和系统的复杂性，另一方面，对于纯光学器件组(比如PON等)是无法容忍的。而且AWG采用一组长度差固定波导代替空间光程差实现干涉解复用波长或复用波长，为降低发射端激光器和接收端探测器苛刻要求，阵列波导光栅输出响应谱应为平坦型，同时要求中间通道输出响应峰损耗与边缘通道输出响应峰损耗相差不超过1dB。常规的AWG设计中，在输入波导与输入罗兰圆处采用多模干涉仪(MMI)实现输出响应峰平坦化，但边缘通道平坦化变形严重，且输出谱包络面分布为单缝衍射光栅的衍射面，近似为高斯型分布，各通道输出谱峰值不均匀，中心通道输出谱与边缘通道输出谱峰值损耗相差较大，约为2-3dB。传统的PON系统中，使用的一直是均匀的光分路器结构，但因每个用户端接入的用户数量不尽相同，且到光线路终端的距离也可能不同，使用均匀光分路器会造成资源分配不均和浪费。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种温度补偿介质阵列波导光栅。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种阵列波导光栅，包括依次连接的输入波导区、输入平板波导区、阵列波导区、输出平板波导区和输出波导区，所述输入波导区用于将光波输入到所述输入平板波导区；所述输入平板波导区用于将所述输入波导区传播过来的光波耦合进入所述阵列波导区的每一条阵列波导中；所述阵列波导区包括多条阵列波导，用于在不同阵列波导中传播的光波之间引入相位差，所述若干条阵列波导中嵌入至少两种温度补偿介质以实现至少二阶温度补偿；所述输出平板波导区用于对所述阵列波导区传播过来的不同相位的光波进行干涉叠加；所述输出波导区用于输出所述输出平板波导区传播过来的不同波长的光波；并以阵列波导光栅的中心阵列波导为对称轴，调整输出罗兰圆的曲率半径，同时调整非中心阵列波导与中心阵列波导之间的夹角，以及非中心阵列波导在输出罗兰圆上的位置。所述输入波导区的光分路器结构为三分支，其中两个分支分别与Y分支级联形成2n路的输出通道，n为大于或等于1的自然数；最后一个分支与三分支级联。进一步，每一条阵列波导包括：依次连接的第一锥形波导、第一直波导、第一弯曲波导、第二直波导、第二锥形波导、用于嵌入至少两种温度补偿介质以实现至少二阶温度补偿的宽波导、第三锥形波导、第三直波导，第二弯曲波导、第四直波导及第四锥形波导，其中：所述第一锥形波导与所述输入平板波导区相连，用于减小所述输入平板波导和所述阵列波导区之间光波的耦合损耗；所述第一直波导、所述第一弯曲波导和所述第二直波导均用于传播光波；所述第二锥形波导用于在所述第二直波导和所述宽波导之间形成宽度上的过渡以减小损耗；所述宽波导用于嵌入至少两种温度补偿介质；所述第三锥形波导用于在所述第三直波导和所述宽波导之间形成宽度上的过渡以减小损耗；所述第三直波导、所述第二弯曲波导和所述第四直波导用于传播光波；所述第四锥形波导与所述输出平板波导区相连，用于减小所述阵列波导区和所述输出平板波导区之间光波的耦合损耗。进一步，将所述输出罗兰圆的曲率半径增大为原曲率半径的1倍以上，调整所述非中心阵列波导与所述中心阵列波导之间的夹角，使所述非中心阵列波导的延长线相交于所述输出罗兰圆调整后的曲率中心点，调整所述非中心阵列波导在所述输出罗兰圆上的位置，其调整量δx由所述阵列波导光栅的输出通道间距原设计值Δx，通道波长间隔原设计值Δλ及所述阵列波导光栅(1)模拟输出光谱的通道波长间隔偏离原设计值Δλ的偏移量δλ决定：进一步，所述输入波导区的光分路器结构的三分支之间采用紧凑sparkle级联方式级联。进一步，所述宽波导上制作有填充槽以放置所述温度补偿介质，所述温度补偿介质的第n阶温度系数与其要补偿的阵列波导的芯层的第n阶温度系数相反，且所述温度补偿介质的第n阶温度系数绝对值大于其要补偿的所述芯层的第n阶温度系数绝对值至少数十倍，其中，n为正整数。进一步，各条阵列波导的宽波导呈同心圆结构设置，嵌入的各温度补偿介质分别与各条宽波导垂直，各条宽波导之间呈等间距排列，同一条温度补偿介质在不同宽波导上的沿光传播方向上的长度不相等，但在相邻的宽波导之间沿光波传播方向上的长度差相等。进一步，所述输入波导区含有a、b、c、d、e、f、g、h、i、j和k输入通道。进一步，所述阵列波导光栅的材料为二氧化硅、绝缘体上硅、磷化铟或低损耗聚合物。本专利技术的有益效果是：可以显著地改善常规阵列波导光栅的温度特性，实现阵列波导光栅的温度不敏感化，有效地减小了散射损耗，可以实现阵列波导光栅的边缘通道输出响应平坦化，而且可提高各通道间损耗均匀性，可以实现各种路数各种功率不均匀分配，可以大幅度减小，PDL和WDL也较小。附图说明图1为本专利技术AWG结构示意图；图2为本专利技术AWG的罗兰圆与阵列波导的放大结构示意图；图3为传统AWG的谱线图；图4为本专利技术AWG的谱线图。图中：1、输入波导区，2、输入平板波导区，3、阵列波导区，4、输出平板波导区，5、输出波导区，6、温度补偿介质，7、阵列波导，8、第一锥形波导，9、第一直波导，10、第一弯曲波导，11、第二直波导，12、第二锥形波导，13、用于嵌入至少两种温度补偿介质6以实现至少二阶温度补偿的宽波导，14、第三锥形波导，15、第三直波导，16、第二弯曲波导，17、第四直波导，18、第四锥形波导，19、输出罗兰圆，20，中心阵列波导，21、非中心阵列波导。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。如图1所示：一种阵列波导光栅，包括依次连接的输入波导区1、输入平板波导区2、阵列波导区3、输出平板波导区4和输出波导区5，其特征在于：所述输入波导区1用于将光波输入到所述输入平板波导区2；所述输入平板波导区2用于将所述输入波导区1传播过来的光波耦合进入所述阵列波导区3的每一条阵列波导7中；所述阵列波导区3包括多条阵列波导7，用于在不同阵列波导7中传播的光波之间引入相位差，所述若干条阵列波导7中嵌入至少两种温度补偿介质6以实现至少二阶温度补偿；所述输出平板波导区4用于对所述阵列波导区3传播过来的不同相位的光波进行干涉叠加；所述输出波导区5用于输出所述输出平板波导区4传播过来的不同波长的光波；并以阵列波导光栅的中心阵列波导20为对称轴，调整输出罗兰圆19的曲率半径，同时调整非中心阵列波导21与中心阵列波导20之间的夹角，以及非中心阵列波导21在输出罗兰圆19上的位置。所述输入波导区的光分路器结构为三分支，其中两个分支分别与Y分支级联形成2n路的输出通道，n为大于或等于1的自然数；最后一个分支与三分支级联。每一条阵列波导7包括：依次连接的第一锥形波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阵列波导光栅，包括依次连接的输入波导区、输入平板波导区、阵列波导区、输出平板波导区和输出波导区，其特征在于：所述输入波导区用于将光波输入到所述输入平板波导区；所述输入平板波导区用于将所述输入波导区传播过来的光波耦合进入所述阵列波导区的每一条阵列波导中；所述阵列波导区包括多条阵列波导，用于在不同阵列波导中传播的光波之间引入相位差，所述若干条阵列波导中嵌入至少两种温度补偿介质以实现至少二阶温度补偿；所述输出平板波导区用于对所述阵列波导区传播过来的不同相位的光波进行干涉叠加；所述输出波导区用于输出所述输出平板波导区传播过来的不同波长的光波；并以阵列波导光栅的中心阵列波导为对称轴，调整输出罗兰圆的曲率半径，同时调整非中心阵列波导与中心阵列波导之间的夹角，以及非中心阵列波导在输出罗兰圆上的位置。所述输入波导区的光分路器结构为三分支，其中两个分支分别与Y分支级联形成2n路的输出通道，n为大于或等于1的自然数；最后一个分支与三分支级联。

【技术特征摘要】
1.一种阵列波导光栅，包括依次连接的输入波导区、输入平板波导区、阵列波导区、输出平板波导区和输出波导区，其特征在于：所述输入波导区用于将光波输入到所述输入平板波导区；所述输入平板波导区用于将所述输入波导区传播过来的光波耦合进入所述阵列波导区的每一条阵列波导中；所述阵列波导区包括多条阵列波导，用于在不同阵列波导中传播的光波之间引入相位差，所述若干条阵列波导中嵌入至少两种温度补偿介质以实现至少二阶温度补偿；所述输出平板波导区用于对所述阵列波导区传播过来的不同相位的光波进行干涉叠加；所述输出波导区用于输出所述输出平板波导区传播过来的不同波长的光波；并以阵列波导光栅的中心阵列波导为对称轴，调整输出罗兰圆的曲率半径，同时调整非中心阵列波导与中心阵列波导之间的夹角，以及非中心阵列波导在输出罗兰圆上的位置。所述输入波导区的光分路器结构为三分支，其中两个分支分别与Y分支级联形成2n路的输出通道，n为大于或等于1的自然数；最后一个分支与三分支级联。2.根据权利要求1所述的一种边阵列波导光栅，其特征在于：每一条阵列波导包括：依次连接的第一锥形波导、第一直波导、第一弯曲波导、第二直波导、第二锥形波导、用于嵌入至少两种温度补偿介质以实现至少二阶温度补偿的宽波导、第三锥形波导、第三直波导，第二弯曲波导、第四直波导及第四锥形波导，其中：所述第一锥形波导与所述输入平板波导区相连，用于减小所述输入平板波导和所述阵列波导区之间光波的耦合损耗；所述第一直波导、所述第一弯曲波导和所述第二直波导均用于传播光波；所述第二锥形波导用于在所述第二直波导和所述宽波导之间形成宽度上的过渡以减小损耗；所述宽波导用于嵌入至少两种温度补偿介质；所述第三锥形波导用于在所述第三直波导和所述宽波导之间形成宽度上的过渡以减小损耗；所述第三直波导、所述第二弯曲波导和所述第四直波导用于传播光波；所述第四锥形波导与所述输出平板波导区相连，用于减小所述阵列波导区和所述输出平板波导区之间光波的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕耀安，翟继鑫，
申请(专利权)人：无锡宏纳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32