一种飞秒激光制备的片上上/下载复用器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种飞秒激光制备的片上上/下载复用器，其特征在于包括使用飞秒激光直接写入石英玻璃片内实现上/下载复用器功能的光波导结构；本器件具有四个端口，使用飞秒激光在石英玻璃片内刻写两个3dB耦合区，而且使两个耦合区呈彼此对准成为定向耦合器的形式，在两个耦合区之间是由两个位置对称的布拉格光栅构成的光栅区；本实用新型专利技术针对现有上/下载复用器集成度不够高的问题，提出了一种结构简单，成本低，在单片石英玻璃上实现高度集成化的基飞秒激光制备的片上上/下载复用器。成化的基飞秒激光制备的片上上/下载复用器。成化的基飞秒激光制备的片上上/下载复用器。

【技术实现步骤摘要】
一种飞秒激光制备的片上上/下载复用器


[0001]本技术属于光纤通信
，特别涉及一种飞秒激光制备的片上上/下载复用器。

技术介绍

[0002]上/下载复用器的作用是下载线路中的通向本地的信号，同时上载本地用户发往其他节点用户处的信号。上/下载复用器使得用户可以方便的在自己所在的网络节点处上载和下载自己所需的信号，由此可以使得整个光纤通信网络系统的方便性和灵活性大大提高。上/下载复用器的出现使得光纤通信技术可传输的信息容量大大增加，并且实现了信号在线路上的多点上/下载，改变了以往信号只能点对点传输的呆板局面，是光纤通信
的又一重大发展。
[0003]对于传统的上/下载复用器，通常是使用光纤耦合器，光纤隔离器，布拉格光栅等独立器件互相连接组成一个综合器件。再将这一综合器件置于光纤通信网络中来实现对信号的上/下载功能。这种由多个分立器件组合起来的综合器件，有大量的活动连接头，在组装或改变线路时易使接头受到灰尘污染或出现连接头没有对接好等情况,使得光通道产生故障点,影响光信号传输。而且因为分立器件多，使得传统的上/下载复用器体积较大，成本高，集成性差，在某一器件损坏时维修检查也比较麻烦，不利于日常维修保养。
[0004]飞秒激光直接写入最近显示出在光纤包层中制造复杂集成器件和加工平面波导结构的巨大潜力。该技术通过使用聚焦紧密的飞秒激光光束，来对感兴趣的光学介质进行扫描，使得光波导器件能够写入有源和无源玻璃中。通过在计算机控制的平移台上平移光学介质，可以快速设计制造任意三维波导。在写入激光的焦点处，很强的非线性材料相互作用过程会使局部区域产生正折射率的变化，该区域由此形成光波导。这种非破坏性材料改性过程最常用于非晶玻璃基质，其中通常可以实现正折射率变化。使用直写技术已经制造了各种各样的器件，包括分光器、干涉仪和光栅等。这种器件具有不需要大块光学元件的优点，因此减少了复杂对准的需要，消除了污染，并增加了稳定性。
[0005]针对上述传统上/下载复用器所存在的不足，关键在于实现上/下载复用器的集成化。本技术提出了一种飞秒激光制备的片上上/下载复用器，这种片上上/下载复用器，使用飞秒激光将各类器件直接写入石英玻璃基底内，实现器件的集成化，体积小，安全可靠，结构简单，具有很强的实用价值。

技术实现思路

[0006]本技术提供了一种飞秒激光制备的片上上/下载复用器，它具有高度集成化，体积小，安全可靠，结构简单等优点。
[0007]本技术为解决技术问题所采取的装置：其特征在于包括使用飞秒激光直接写入石英玻璃基底内实现上/下载复用器功能的光波导结构，具有四个端口，两个3dB耦合区，两个布拉格光栅构成的光栅区；使用飞秒激光在石英玻璃基底内刻写两个3dB耦合区，而且
使两个耦合区呈彼此对准成为定向耦合器的形式，在两个耦合区之间是由两个位置对称的布拉格光栅构成的光栅区；端口每侧两个，同侧两端口间距为100
‑
150微米，所刻写结构位于石英玻璃基底上表面下70
‑
80微米处，波导深度和宽度分别为8
‑
9微米和2.5
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3.5微米，耦合区长度为5
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15毫米，耦合区与传输波导所夹角度为8
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10度，波导折射率为1.5389
‑
1.5408，两个布拉格光栅的谐振波长相同，两个布拉格光栅与耦合区之间距离相同且位置对称。所述3dB耦合区具有1:1的分光比，且用于使不同波长光从特定端口输出；所述布拉格光栅用于使多个波长中的单个特定波长光从其中分离。
[0008]本技术的有益效果为：
[0009]本技术可以实现上/下载复用器在石英玻璃基底上的高度集成化。飞秒激光直接写入技术即通过使用聚焦紧密的飞秒激光光束，对光学介质进行扫描，使得光波导器件能够写入玻璃中。通过在计算机控制的平移台上平移光学介质，可以快速设计制造任意三维波导。在写入激光的焦点处，很强的非线性材料相互作用过程会使局部区域产生正折射率的变化，该区域由此形成光波导。这种非破坏性材料改性过程最常用于非晶玻璃基质，其中通常可以实现正折射率变化。本技术利用这种利用飞秒激光焦点辐照区折射率会升高的特点，使用飞秒激光在石英玻璃上直接写入上/下载复用器的结构来制造出片上上/下载复用器。不再像传统的上/下载复用器是由多个分立器件组合起来的综合器件，有大量的活动连接头，在组装或改变线路时易使接头受到灰尘污染或出现连接头没有对接好等情况,使得光通道产生故障点,影响光信号传输。
[0010]本技术增加了稳定性。利用飞秒激光写入方法，上/下载复用器可以石英玻璃基底内，使光信号直接在单片石英玻璃内传输，不再需要额外器件，增加了稳定性。
[0011]本技术结构简单、成本低、尤其在实际应用中易于操作。因为使用飞秒激光直写技术直接在石英玻璃基底内刻写实现上/下载复用器功能的光波导，直接将几个分立的组件直接集成化，大大减少了所用器件个数，因此本装置结构简单、成本低、尤其在实际应用中易于操作。
附图说明
[0012]图1为一种飞秒激光制备的片上上/下载复用器的结构示意图。
具体实施方式
[0013]下面结合附图对本技术进一步描述。
[0014]如图1所示，一种飞秒激光制备的片上上/下载复用器，具有四个端口1、2、3、4；耦合区7、14；两个相同的布拉格光栅10，及其组成的光栅区11；其他数字均表示普通波导；所述波导均由飞秒激光在石英玻璃上直接写入。
[0015]所述波导均由飞秒激光在石英玻璃上直接写入。这种飞秒激光直接写入技术即通过使用聚焦紧密的飞秒激光光束，对光学介质进行扫描，使得光波导器件能够写入玻璃中。通过在计算机控制的平移台上平移光学介质，可以快速设计制造任意三维波导。在写入激光的焦点处，很强的非线性材料相互作用过程会使局部区域产生正折射率的变化，该区域由此形成光波导。这种非破坏性材料改性过程最常用于非晶玻璃基质，其中通常可以实现正折射率变化。本技术利用这种利用飞秒激光焦点辐照区折射率会升高的特点，使用
飞秒激光在石英玻璃上直接写入上/下载复用器的结构来制造出片上上/下载复用器。
[0016]本技术系统的工作方式为：具有不同波长的光信号从端口1输入，经过波导5输入到耦合区7中，光信号经耦合区7后1:1分光至波导8和波导9中，再输入到由两个相同的布拉格光栅10组成的布拉格光栅区11中，其中一个特定的与布拉格光栅区11谐振的波长光会在布拉格光栅10内被反射回去，经耦合区7耦合干涉后，该反射光全部由端口4输出，而剩余不同波长的光经耦合区14耦合干涉后全部由端口3输出，由此实现了网络中的下载功能，端口4即为本地用户的下载端口。而端口2则为本地用户的上载端口，将所要上载到网络中的信息调制成与布拉格光栅区11谐振的上载光，该上载光从端口2输入，经过波导15输入到耦合区14中，再经耦合区14后1:1分光至波导12和波导13中，之后输入到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞秒激光制备的片上上/下载复用器，其特征在于包括：使用飞秒激光直接写入石英玻璃基底内实现上/下载复用器功能的光波导结构：具有四个端口，两个3dB耦合区，两个布拉格光栅构成的光栅区；使用飞秒激光在石英玻璃基底内刻写两个3dB耦合区，而且使两个耦合区呈彼此对准成为定向耦合器的形式，在两个耦合区之间是由两个布拉格光栅构成的光栅区；端口每侧两个，同侧两端口间距为100
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150微米，所刻写结构位于石英玻璃基底上表面下70
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80微米处，波导深度和...

【专利技术属性】
技术研发人员：于栋友，王武楠，
申请(专利权)人：鞍山峰澜科技有限公司，
类型：新型
国别省市：