光分叉复用器件制造技术

光分叉复用器件，属于光通信技术领域，涉及实现光波分波、合波功能的器件，由平行的骨干输入、输出波导构成，骨干输入、输出波导上均顺序排列中心波长分别为λ↓［１］～λ↓［ｍ］的反射布拉格光栅，各反射布拉格光栅法线与骨干输入、输出波导轴线成α角；骨干输入、输出波导上相同中心波长的反射布拉格光栅由ｍ条平行排列的连接波导连接，各连接波导轴线与骨干输入、输出波导轴线成２α角，各连接波导分别对应有上、下载波导，上、下载波导和连接波导之间具有耦合光栅。本器件可制成平面上下载，也可采用分层结构上下载，既可实现大的信道数光波的固定式上下载，也可实现动态上下载，还可实现分波、合波功能，有利于提高集成度。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于光通信
，特别涉及实现光波分波、合波功能的器件。本技术的光分叉复用器件，由骨干传输波导和在其中顺序排列的反射布拉格光栅组成，其特征在于 (1)所述骨干传输波导由平行的骨干输入波导和骨干输出波导构成，骨干输入波导上顺序排列中心波长分别为λ1～λm的反射布拉格光栅，骨干输出波导上亦顺序排列中心波长分别为λ1～λm的反射布拉格光栅，各反射布拉格光栅法线与骨干输入波导轴线或骨干输出波导轴线成α角，其中α＝3.5°～45°，m≥2，(2)骨干输入波导和骨干输出波导上相同中心波长的反射布拉格光栅由m条平行排列的连接波导连接，各连接波导轴线与骨干输入波导或骨干输出波导轴线成2α角，(3)各连接波导分别对应有上载波导和下载波导，上载波导、下载波导和连接波导之间具有耦合光栅。所述的光分叉复用器件，其进一步的特征在于所述耦合光栅可以制备成固定式；也可以采用电光、声光或者热光效应形成，当需要上下载时，将控制信号加在电极上，形成动态耦合光栅。所述的光分叉复用器件，所述连接波导和上载波导、下载波导可以在同一平面内通过耦合光栅实现耦合。所述的光分叉复用器件，所述连接波导和上载波导、下载波导也可以分处不同平面内通过耦合光栅实现层间耦合。本技术在骨干输入波导和骨干输出波导中的反射布拉格光栅采用固定式，技术难度和成本均较低，光波上、下载采用连接波导和上下载波导的波导间耦合技术，目前技术较成熟，易于实现动态控制，适合于对波长有选择性的上、下载场合。图2为本技术平面上下载技术方案示意图。图3为本技术分层耦合上下载技术方案示意图。图4为分层耦合时上下载波导与传输波导相对位置图。图3为分层上下载技术方案图，其中(A)由主视图(B)的B-B位置剖出，为上下载层，表达了上下载波导的相对位置关系；(C)由主视图(B)的A-A位置剖出，为波分复用层，表达了骨干输入、输出波导、连接波导的相对位置关系，上下载与波分复用分别在两层中，上下两层波导间的耦合技术很多，如热光、电光、声光等。两波导按同样顺序写上一序列反射布拉格光栅，并按相同方向错开平行放置，相应的同周期反射布拉格光栅用波导连接，即构成波分复用层。上面一层为上下载层，各有一定长度在连接波导上方，以便进行层之间的耦合。为了减少层之间的串扰，不同层的波导可以是不同的。在耦合处的光栅可以采用电光、声光或热光效应来形成。当需要进行上下载时，控制信号加在电极上，在上下载层形成光栅，耦合处就可以实现传输层和上下载层之间的耦合，从而实现上下载。在不需要上下载时，由于不同层之间的波导不同，几乎没有层层之间的耦合。在图3中，30为包层，15、17、19、31、32分别为波长为λ1、λ2、λ3、λ4、λ5的光波的下载波导。它们的头部分别处于波长为λ1、λ2、λ3、λ4、λ5的光波的连接波导L1、L2、L3、L4、L5的正上方；24、26、28、41、42分别为波长λ1、λ2、λ3、λ4、λ5的光波的上载波导，它们的头部分别处于波长为λ1、λ2、λ3、λ4、λ5的光波的连接波导L1、L2、L3、L4、L5的正上方；10、20为骨干波导输出波导和骨干输入波导；11与21、12与22、13与23、34与44、35与45分别为中心波长为λ1、λ2、λ3、λ4、λ5的光波的反射布拉格光栅组。以五波长为例，当含波长为λ1、λ2、λ3、λ4、λ5的光波进入骨干输入波导20后，波长为λ2、λ3、λ4、λ5的光波透过光栅21继续向前传播，波长为λ1的光波被光栅21反射进连接波导L1，当需要下载时，控制信号加在耦合光栅电极上，光波被耦合进波导15变为下载光波，此时，波长为λ1的光波可由上载波导24在耦合光栅作用下耦合进连接波导L1，该连接波导L1中的光波被光栅11反射进骨干输出波导10继续向前传播；当含波长为λ2、λ3、λ4、λ5的光波透过光栅21后，波长为λ3、λ4、λ5的光波透过光栅22继续向前传播，波长为λ2的光波被光栅22反射进连接波导L2，当需要下载时，控制信号加在耦合光栅电极上，光波被耦合进波导17变为下载光波，此时，波长为λ2的光波可由上载波导26在耦合光栅作用下耦合进连接波导L2，该连接波导中光波被光栅12反射进骨干输出波导10继续向前传播；当含波长为λ3、λ4、λ5的光波透过光栅22后，波长为λ4、λ5的光波透过光栅23继续向前传播，波长为λ3的光波被光栅23反射进连接波导L3，当需要下载时，控制信号加在耦合光栅电极上，光波被耦合进下载波导19变为下载光波，此时，波长为λ3的光波可由上载波导28耦合进连接波导L3，该连接波导L3中的光波被光栅13反射进骨干输出波导10继续向前传播；当含波长为λ4、λ5的光波透过光栅23后，波长为λ5的光波透过光栅44继续向前传播，波长为λ4的光波被光栅44反射进连接波导L4，当需要下载时，控制信号加在耦合光栅电极上，光波被耦合进下载波导31变为下载光波，此时，波长为λ4的光波可由上载波导41耦合进连接波导L4，该连接波导L4中的光波被光栅34反射进骨干输出波导10继续向前传播；当含波长为λ5的光波透过光栅44后，被光栅45反射进波导L5，当需要下载时，控制信号加在耦合光栅电极上，光波被耦合进波导32变为下载光波，此时，波长为λ5的光波可由上载波导42耦合进连接波导L5，该连接波导L5中的光波被光栅35反射进骨干输出波导10继续向前传播。这样，波长为λ1、λ2、λ3、λ4、λ5的光波在波导10里继续向前传播。图4进一步表述了上下载波导与传输波导相对位置，虚线所示为传输波导层中的传输波导(可以与以上几幅图对照)，剖面线表示布拉格光栅(处于传输波导层)，实线表示上下载波导层中的上下载波导，箭头所指方向为光波传播方向，本图补充说明图3中上下两层中各元素的位置对应关系。上下载光栅电极在图中没有表达出来，光栅电极处于上下载波导与连接波导重叠的竖直方向上，在耦合处的光栅可以采用电光、声光或热光效应来形成。当需要进行上下载时，控制信号加在光栅电极上，在上下载层形成光栅，耦合处就可以实现传输层和上下层之间的耦合，从而实现上下载。在不需要上下载时，几乎没有层之间的耦合。上述两方案中，器件衬底采用单晶硅，波导和包层材料均采用聚合物(polymer)，折射率分别为1.51和1.50，波导截面5×5μm2。反射布拉格光栅法线均与骨干传输波导轴线成5度角，连接波导均与骨干传输波导轴线成10度角。权利要求1.一种光分叉复用器件，由骨干传输波导和在其中顺序排列的反射布拉格光栅组成，其特征在于(1)所述骨干传输波导由平行的骨干输入波导和骨干输出波导构成，骨干输入波导上顺序排列中心波长分别为λ1～λm的反射布拉格光栅，骨干输出波导上亦顺序排列中心波长分别为λ1～λm的反射布拉格光栅，各反射布拉格光栅法线与骨干输入波导轴线或骨干输出波导轴线成α角，其中α＝3.5°～45°，m≥2，(2)骨干输入波导和骨干输出波导上相同中心波长的反射布拉格光栅由m条平行排列的连接波导连接，各连接波导轴线与骨干输入波导或骨干输出波导轴线成2α角，(3)各连接波导分别对应有上载波导和下载波导，上载波导、下载波导和连接波导之间具有耦合光栅。2.如权利要求1所述的光分叉复用器件，其特征在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光分叉复用器件，由骨干传输波导和在其中顺序排列的反射布拉格光栅组成，其特征在于：（１）所述骨干传输波导由平行的骨干输入波导和骨干输出波导构成，骨干输入波导上顺序排列中心波长分别为λ↓［１］～λ↓［ｍ］的反射布拉格光栅，骨干输出波导上 亦顺序排列中心波长分别为λ↓［１］～λ↓［ｍ］的反射布拉格光栅，各反射布拉格光栅法线与骨干输入波导轴线或骨干输出波导轴线成α角，其中α＝３．５°～４５°，ｍ≥２，（２）骨干输入波导和骨干输出波导上相同中心波长的反射布拉格光栅由ｍ条平行排 列的连接波导连接，各连接波导轴线与骨干输入波导或骨干输出波导轴线成２α角，（３）各连接波导分别对应有上载波导和下载波导，上载波导、下载波导和连接波导之间具有耦合光栅。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许振鄂，张立国，朱大庆，陆冬生，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]