光波分复用器/波分去复用器装置制造方法及图纸

描述了一种光波分复用器／波分去复用器装置（２），所述装置包括具有多个波长选择滤光器（２６，２８，３０，３２，３４，３６）的衬底（６）。所述滤光器（２６，２８，３０，３２，３４，３６）布置成提供组合光束和多个单独光束之间的转换，所述组合光束包括多个波长信道，所述多个单独光束中的每个包括所述多个波长信道的子集。空心波导（４）形成于所述衬底上以在波长选择滤光器之间引导光。还描述了一种插／分多路复用器（１００）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光波分复用器/波分去复用器装置，还涉及包括这种光波分复用器/波分去复用器装置的各种装置。基于光纤的电信和数据网络已非常平常。为使每个光纤链路的带宽最大化，已公知的是通过单光纤电缆传输载有稍微不同波长光束的大量数据。典型地，单独产生每个波长(诸如由固态激光器)，并被调制以承载所需要的数字数据信号。在耦合进入光纤之前，在多路复用器中将不同波长信道结合在一起。为从组合光束中提取多个不同波长光束中的每个，可使用去多路复用器。因此，由每个光束承载的信号可被单独检测以允许提取数字数据，或者每个光束可被单独操作(例如，放大、衰减和重新路由等等)。典型的去多路复用器在结构上同多路复用器相同；去多路复用器是一个简单的反过来工作的多路复用器装置。一种已知类型的光波分复用器包括级联的滤光器。每个滤光器具有不同的透射/反射特性，仅传播给定波长带宽范围内的光。通过反射包括来自滤光器一侧的透射带宽之外的波长的光，并同时沿着一个方向通过滤光器传递在透射带宽内的光以使与反射光的传播方向一致，可收集多重波长组分信号。采用这样的方式，可以构建包括多重波长组分的光信号。典型地，形成多路复用器的元件在可调节装置中相互对准或在固定之前有效对准。然后，光在自由空间中的元件之间传播。上述类型的已知多路复用器装置存在多个不利之处。例如，薄膜滤光器的光谱特性本身极大地依赖于光的入射角度。因此，滤光器要求相对于入射光进行精确地角度对准，或者降低它们的波长相关透射/反射特性而导致光泄漏。在多路复用器的情况下，要保证不同波长信号的传播路径在结合之后真正的共同入射以有效地耦合进入任一输出光纤，滤光器的角度对准很重要。沿着级联滤光器的角度未对准的复合作用大大增加了所需要的滤光器角度对准精度。为得到所需要的滤光器对准精度，多路复用器装置的光学元件在装配期间可以被典型地调节以保证对准最优化；事实证明这种方式耗费时间、复杂而且成本高。此外，光在自由空间传播可导致光束衍射作用，所述光束衍射作用降低了所述装置的整体光效率。随着时间推移，机械振动和热作用也可导致元件对准降低。本专利技术的目标是至少减少一些上述缺点。根据本发民的第一方面，一种光波分复用器/波分去复用器装置，包括具有多个波长选择滤光器的衬底，所述滤光器布置成提供组合光束和多个单独光束之间的转换，所述组合光束包括多个波长信道，所述多个单独光束中的每个都包括所述多个波长信道的子集，其特征在于，空心波导形成于所述衬底上以在波长选择滤光器之间引导光。由于减小了装置中的光束发散和串扰影响，因此在空心波导中引导光非常有利。因此本专利技术提供了一种同光在自由空间中的波长选择滤光器之间传播的已知装置相比具有更高光效率的多路复用器或去多路复用器。通过所述装置引导光还保证了光束衍射作用没有降低效率，当光射出所述装置时以所述效率耦合进入光纤。此处使用的术语波长信道是指在所限定波长带宽内的波长范围。典型地，波长信道是一个具有特定谱线宽度的单独的波长输出(例如来自固态激光器)。国际电信同盟(ITU)规定了大量的标准波长带宽。例如，ITU密集波分复用系统使用具有100GHz频率间距的光信号。当所述装置作为去多路复用器时，将包括一组波长信道的光束分裂成包括这些波长信道子集的多个光束。每个单独光束可以包括仅仅一个波长信道，或者包括两个或多个波长信道。相似地，当所述装置作为多路复用器时，所述装置将单独光束(每个单独光束可包括一个或多个波长信道)结合形成组合光束，所述组合光束包括单独光束的所有波长信道。应当注意的是，当制造空心波导结构时，空心很可能被填充了空气。然而，决不能将此看作是对本专利技术范围的限制。所述空心可能含有任一流体(例如液体，或诸如氮气的惰性气体)或者是真空。术语空心仅意味着一种没有任何固体材料的中心。此外，此处使用的术语“光”和“光学”是指任何具有从深紫外线至远红外线波长的电磁射束。便利地，每个波长选择滤光器透射单一的波长信道。可替代的方案是，每个波长选择滤光器有利地反射单一的波长信道。也可使用透射和反射滤光器的结合。有利地，波长选择滤光器包括薄膜光纤。例如，多层或标准器(etalon)薄膜光纤。如果未对准为1°，则典型的薄膜滤光器在其中心带通波长处将具有大约0.1nm的偏移。优选地，衬底附加包括多个对准插槽，所述多个对准插槽排成直线用于接受所述滤光器。对准插槽可以形成在所述衬底中，并设计其形状，使其排成直线以接受所述波长选择滤光器。所述对准插槽可比空心光波导所需要的对准插槽更深/更浅和/或更宽/更窄。制造具有足够精度的对准插槽以对准滤光器(即，布置对准插槽成一直线以接受滤光器)尤其有利。在这种情况下，将滤光器放在对准插槽中本身使得滤光器相对于空心波导对准，并因此准确地确定了滤光器上光的入射角度。因此不再需要单独的滤光器对准或调节步骤。电子电路制造中所使用类型的传统取放(pick and place)技术等等可用于将滤光器放置在合适的对准插槽中。对准插槽也可有利地包括微机电系统(MEMS)弹簧夹或弹簧钳以支撑所述滤光器或将所述滤光器与参考表面接合。可替代的方案是，可使用取放技术以提供必要的对准。例如，在放置期间使元件精确对准，然后固定(例如胶合)使其对准。优选地，所述衬底包括半导体材料，所述空心波导和任一对准插槽形成在所述衬底上。半导体衬底(诸如硅)可采用微制造技术(例如深反应离子刻蚀)以高精度刻蚀。所述衬底可有利地包括多层晶片；诸如锗上的硅(SiGe)、蓝宝石上的硅、绝缘体上的硅(SOI)、玻璃上的硅。本领域内技术人员将认识到的是，微制造技术典型地包括限定图案的光刻，接着是刻蚀步骤以将图案转移到衬底材料上或衬底材料中的一层或多层。所述光刻步骤可包括光刻、x射线或电子束光刻。所述刻蚀步骤可使用离子束磨碎、化学刻蚀、干法等离子体刻蚀或深干法刻蚀(也称作深硅刻蚀)完成。这种类型的微制造技术与各种层沉积技术兼容，诸如溅射，CVD、无电电镀和电镀。尽管可以有利地使用包括半导体材料的衬底，但是所述装置也可形成在多种可替代的衬底之上。所述衬底可有利地为基于氧化硅的衬底；例如可由石英、二氧化硅或玻璃形成。衬底也可为浮雕式，或图案可以在聚合物层中光刻限定。从制造方面考虑，使用批微制造技术可以很有利。有利地，提供底部分和盖部分以限定所述空心波导。在PCT专利申请GB2003/000331中详细描述了这种装置，并提供了制造这种装置的方便方法。便利地，在衬底上提供至少另一空心波导以将所述组合光束和/或所述多个光束引入或引出所述多个波长选择滤光器，所述多个光束的每个光束都包括所述多个波长信道的子集。有利地，在所述衬底中提供至少一个光纤对准插槽，所述光纤对准插槽布置成一直线以接受光纤，因此使光在所述光纤和所述至少另一空心波导之间耦合。换句话讲，光纤对准插槽可以形成在衬底中以接收光纤，所述光纤承载由所述装置的空心波导引入或引出所述空心波导的光束。在实心光纤的情况下，可提供阶梯光纤对准插槽以支撑缓冲层和覆层。例如，通过在对准插槽中钳位光纤覆层，还可实现空心光纤的中心同所述设备的空心波导对准。由于空气中心至空气中心连接将避免任何不期望的反射，因此空心光纤的使用尤其有利。为提供光纤的中心和设备的空心波导之间有效耦合，空心波导的横截面应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光波分复用器／波分去复用器装置，包括具有多个波长选择滤光器的衬底，所述滤光器布置成提供组合光束和多个单独光束之间的转换，所述组合光束包括多个波长信道，所述多个单独光束中的每个都包括所述多个波长信道的子集，其特征在于，空心波导形成于所述衬底上以在波长选择滤光器之间引导光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RM詹金斯，ME麦克尼，
申请(专利权)人：秦内蒂克有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]