一种基于平面光波导技术的光功率分配器芯片制造技术

本实用新型专利技术涉及光功率分配器技术领域，具体涉及一种基于平面光波导技术的光功率分配器芯片。该光功率分配器芯片损耗低，便于Y分叉的均匀与非均匀分光，容易实现大规模批量生产，结构紧凑。包括衬底层，在衬底层的上表面上设有下包层，在下包层的上表面上设有光波导，在下包层上的上表面上还设有包覆光波导的上包层；光波导包括若干个Y形光路；光波导的第一个Y形光路采用光功率输出为非均匀分配的方式，按照预先设定的分光比例的光功率输出分配比例进行分配，从而实现1分多的光功率均匀或非均匀分配。

An Optical Power Distributor Chip Based on Planar Optical Waveguide Technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于平面光波导技术的光功率分配器芯片
本技术涉及光功率分配器
，具体涉及一种基于平面光波导技术的光功率分配器芯片。
技术介绍
光功率分配器芯片是光分路器的核心部件，传统的1分3的光功率分配器，由2个拉锥式光纤分路器组成，它主要存有以下缺点：(1)损耗对光波长敏感，一般要根据波长选用器件，这在三网合一的使用过程中是致命缺陷，因为三网合一传输的光信号有1250nm至1650nm范围内的多种光波长信号；(2)均匀性较差，随着通道数增加，均匀性也随之增加，不能确保均匀分光，影响整体传输距离；(3)成本高，按照1分12计算，需要10个非均匀分配的器件和1个均匀分配的器件拼接而成，成本该专利技术的10倍以上；(4)多路分路器体积比较大，可靠性也会降低，安装空间受到限制。
技术实现思路
本技术是为了解决现有光功率分配器存在的上述不足，提供一种损耗低，便于Y分叉的均匀与非均匀分光，容易实现大规模批量生产，结构紧凑的一种基于平面光波导技术的光功率分配器芯片。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种基于平面光波导技术的光功率分配器芯片，包括衬底层，在衬底层的上表面上设有下包层，在下包层的上表面上设有光波导，在下包层上的上表面上还设有包覆光波导的上包层；光波导包括若干个Y形光路；光波导的第一个Y形光路采用光功率输出为非均匀分配的方式，按照d/3和e/3的光功率输出分配比例进行非均匀分配；在第一个Y形光路的d/3光功率输出端设置光波导的第二个Y形光路，第二个Y形光路采用光功率输出为f/2和(2d-3f)/6均匀或非均匀分配的方式进行分配，从而实现1分3的光功率均匀或非均匀分配；其中d、e和f均为设定的分光比例参数，并且d/3+e/3＝1，f/2+(2d-3f)/6＝d/3；从而实现1分2或1分3的光功率均匀或非均匀分配。本方案的光功率分配器芯片制造工艺简单、容易实现大规模批量生产，体积小，重量轻，集成度高，机械性能以及环境稳定性好，耦合分光比容易精确控制，损耗对传输光波长不敏感，可以满足不同波长的传输需要，成本低，分路数越多，成本优势越明显。作为优选，在1分3的3个光功率输出端，再增加光功率输出为均匀或非均匀分配的Y形光路，从而实现1分6的光功率均匀或非均匀分配；以此类推，能实现1分12或1分24或1分48或1分96或1分192的光功率均匀或非均匀分配。这种方式可实现多光路输出，使用方便简单，可靠性高。作为优选，光波导为6μm×6μm的方形光波导。作为优选，Y形光路包括入光段、分光段和左出光段和右出光段；分光段的入光端与入光段的出光端一体连接，分光段的左光端与左出光段的入光端一体连接，分光段的右光端与右出光段的入光端一体连接，并且左出光段的中心线、右出光段的中心线和入光段的中心线两两相互平行。作为优选，设第一个Y形光路的两个分支光路分别为上分支光路和下分支光路，并且上分支光路和下分支光路均落在同一个竖直平面a内；经上分支光路引入的每个Y形光路的分支光路均落在同一个水平平面b内；经下分支光路引入的每个Y形光路的分支光路均落在同一个水平平面c内；并且水平平面b与水平平面c相互平行，竖直平面a与水平平面b相互垂直。作为优选，在同一个水平平面b内的相邻两个光功率输出端端口之间的间距相等；在同一个水平平面c内的相邻两个光功率输出端端口之间的间距也相等。作为优选，水平平面b内的光功率输出端端口与水平平面c内的光功率输出端端口为上下错位布置。作为优选，平平面b内的光功率输出端端口与水平平面c内的光功率输出端端口为上下正对布置。结构简单，可靠性好。本技术能够达到如下效果：本技术的光功率分配器芯片损耗低，便于Y分叉的均匀与非均匀分光，易于制造，容易实现大规模批量生产，结构紧凑，结构简单，可靠性好，使用方便。附图说明图1为本技术实现1分3的光功率均匀分配的一种光波导结构示意图。图2为本技术实现1分12的光功率均匀分配的一种光波导结构示意图。图3为本技术1分12的光功率输出端处的一种截面连接结构示意图。图4为本技术实施例2第一个Y形光路的两个分支光路分别为上分支光路和下分支光路，并且上分支光路和下分支光路均落在同一个竖直平面a内；经上分支光路引入的每个Y形光路的分支光路均落在同一个水平平面b内；经下分支光路引入的每个Y形光路的分支光路均落在同一个水平平面c内的一种立体演示连接结构示意图。图5为本技术1分3的光功率输出端在同一个水平面上的一种正视连接结构示意图。图6为本技术1分3的光功率输出端不在同一个水平面上的一种正视连接结构示意图。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例1：一种基于平面光波导技术的光功率分配器芯片，参见图1-3所示，包括衬底层5，在衬底层的上表面上设有下包层4，在下包层的上表面上设有光波导1，在下包层上的上表面上还设有包覆光波导的上包层3；光波导包括若干个Y形光路；光波导的第一个Y形光路采用光功率输出为非均匀分配的方式，按照2/3和1/3的光功率输出分配比例进行非均匀分配；在第一个Y形光路的2/3光功率输出端2设置光波导的第二个Y形光路，第二个Y形光路采用光功率输出为均匀分配的方式进行分配，从而实现1分3的光功率均匀分配。在3个1/3的光功率输出端，再增加光功率输出为均匀分配的Y形光路，从而实现1分6的光功率均匀分配；以此类推，能实现1分12或1分24或1分48或1分96或1分192的光功率均匀分配。光波导为6μm×6μm的方形光波导。实施例1的光功率分配器芯片制造工艺简单、容易实现大规模批量生产，体积小，重量轻，集成度高，机械性能以及环境稳定性好，耦合分光比容易精确控制，损耗对传输光波长不敏感，可以满足不同波长的传输需要，成本低，分路数越多，成本优势越明显，便于Y分叉的均匀与非均匀分光。实施例2，实施例2与实施例1的不同在于是：参见图1-图3所示，按照5/6比1/6的光功率输出分配比例进行非均匀分配；在第一个Y形光路的5/6光功率输出端2设置光波导的第二个Y形光路，第二个Y形光路采用光功率输出为1/2和1/3非均匀分配的方式进行分配，从而实现1分3的光功率非均匀分配。以此类推，能实现1分12或1分24或1分48或1分96或1分192的光功率均匀或非均匀分配。实施例3，实施例3与实施例2的不同在于是：参见图4-图6所示，Y形光路包括入光段、分光段和左出光段和右出光段；分光段的入光端与入光段的出光端一体连接，分光段的左光端与左出光段的入光端一体连接，分光段的右光端与右出光段的入光端一体连接，并且左出光段的中心线、右出光段的中心线和入光段的中心线两两相互平行。设第一个Y形光路的两个分支光路分别为上分支光路7和下分支光路6，并且上分支光路和下分支光路均落在同一个竖直平面a内；经上分支光路引入的每个Y形光路的分支光路8均落在同一个水平平面b内；经下分支光路引入的每个Y形光路的分支光路均落在同一个水平平面c内；并且水平平面b与水平平面c相互平行，竖直平面a与水平平面b相互垂直。在同一个水平平面b内的相邻两个光功率输出端端口之间的间距相等；在同一个水平平面c内的相邻两个光功率输出端端口之间的间距也相等。水平平面b内的光功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于平面光波导技术的光功率分配器芯片，包括衬底层，在衬底层的上表面上设有下包层，在下包层的上表面上设有光波导，在下包层上的上表面上还设有包覆光波导的上包层；其特征在于，光波导包括若干个Y形光路；光波导的第一个Y形光路采用光功率输出为非均匀分配的方式，按照d/3和e/3的光功率输出分配比例进行非均匀分配；在第一个Y形光路的d/3光功率输出端设置光波导的第二个Y形光路，第二个Y形光路采用光功率输出为f/2和(2d‑3f)/6均匀或非均匀分配的方式进行分配，从而实现1分3的光功率均匀或非均匀分配；其中d、e和f均为设定的分光比例参数，并且d/3+e/3＝1，f/2+(2d‑3f)/6＝d/3；从而实现1分2或1分3的光功率均匀或非均匀分配。

【技术特征摘要】
1.一种基于平面光波导技术的光功率分配器芯片，包括衬底层，在衬底层的上表面上设有下包层，在下包层的上表面上设有光波导，在下包层上的上表面上还设有包覆光波导的上包层；其特征在于，光波导包括若干个Y形光路；光波导的第一个Y形光路采用光功率输出为非均匀分配的方式，按照d/3和e/3的光功率输出分配比例进行非均匀分配；在第一个Y形光路的d/3光功率输出端设置光波导的第二个Y形光路，第二个Y形光路采用光功率输出为f/2和(2d-3f)/6均匀或非均匀分配的方式进行分配，从而实现1分3的光功率均匀或非均匀分配；其中d、e和f均为设定的分光比例参数，并且d/3+e/3＝1，f/2+(2d-3f)/6＝d/3；从而实现1分2或1分3的光功率均匀或非均匀分配。2.根据权利要求1所述的一种基于平面光波导技术的光功率分配器芯片，其特征在于，在1分3的3个光功率输出端，再增加光功率输出为均匀或非均匀分配的Y形光路，从而实现1分6的光功率均匀或非均匀分配；以此类推，能实现1分12或1分24或1分48或1分96或1分192的光功率均匀或非均匀分配。3.根据权利要求2所述的一种基于平面光波导技术的光功率分配器芯片，其特征在于，Y形光路包括入光段、分光段和左出光段和右出光段；分光段的入光端与入光段的出光端一体连接，分光段的左光端与左出光段的入光端一体...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，张丽丹，陈一博，
申请(专利权)人：江苏海湾半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32