混合集成的光添加/去除多路复用器制造技术

一种集成的光添加／去除多路复用器（ＯＡＤＭ），此种多路复用器包括一多层堆叠物，该堆叠物形成用于添加与去除在一光纤通信网络中传播的特定运载信息的波长。堆叠物包括：由一硅或二氧化硅基底（１０）构成的一第一层、由一下部覆层（２０）构成的一第二层、由一聚合物层（２６）构成的一第三层、由一内芯玻璃层（２２）构成的一第四层以及由一外覆层（２４）构成的一第五层。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纤维光学模块，这种纤维光学模块具有增加与减少在光纤网络中传播的特定的信息运载的波长能力，在下文中，这种光子模块被称之为光添加/去除多路复用器(OADM)。
技术介绍
光添加/去除多路复用器(OADM)具有使在光纤网络中传播的特定的信息运载波长添加与去除的能力。附图说明图1中的框图示出了一个OADM1是如何实现从一输入量λ1-λN添加波长λ’i…λ’j…λ’k以及去除波长λi…λj…λk的功能的。一种广泛讨论的用于OADM的结构涉及使用阵列波导光栅(AWG)路由器以及2×2光开关。在图2中示意性地示出了这种结构。此处，AWG12用作多路复用器/分路器，而开关14用于选择添加与去除的通道。这种结构可以制成商品化的、独立的组件(例如通过融化连接以及接头连接而与若干纤维引出端开关相连的一纤维引出端的AWG)。商业上生产AWG的厂商例如有Hitachi、Lucent、Nortel、SDL以及JDS Uniphase等。商业上生产光-机械以及热-光这两种类型的2×2开关的厂商例如有JDS Uniphase、Fitel、Dicon以及Corning。遗憾的是，图2中所示的结构存在一些缺点。由于纤维连接的数量，这种结构难以组装且又很昂贵。另外，此种结构会产生很高的介入损耗。另外，由于波长数量的增加，这种结构就显得很不相称。例如，大城市的网络应用会要求在一个给定的OADM中添加或去除32、64或80波长。为了解决这些问题，在现有技术中已作了一些尝试，以将AWG的过滤功能与开关的开闭功能集成在一单一基底上。在K.Okamoto等人所著的标题为“包括阵列波导光栅与双门开关的16通道光添加/去除多路复用器”(ElectronicLetters 32，1471(1996))的文章中描述了一种使用平面玻璃技术的此类尝试。其中，若干AWG被制作在基底上的平面玻璃(硅元素上的二氧化硅)中，而马赫-陈德尔(Mach-Zehnder-based)热-光开关也集成在同一基底上。遗憾的是，这种方案也有几个缺点。马赫-陈德尔开关在芯片上需占大量的面积。此外，马赫-陈德尔开关对制造误差非常敏感，并且这种开关还会受到不良隔离的影响。在Giles等人所著的、标题为“使用硅MEMS光学开关的可重新配置的16通道波分复用去除模块”(IEEE Photonics Tech.Lett.11，63(1999))的文章中描述了另一种集成OADM的尝试。其中，将若干AWG与一排MEMS型的开关光纤耦合。遗憾的是，这种方案不能实现完全地集成，并且它不是固态的。显然，需要有一种固态的OADM，这种OADM可以完全地集成在一单个基底上，并且不会很敏感而出现制造误差。理想地，使用在此类OADM中的开关应当不需要芯片上的大面积，而又具有良好的隔离特性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种集成的高性能的光添加/去除多路复用器(OADM)，该多路复用器包括一种多层的堆叠物，堆叠物的功能是添加或去除在一光纤通信网络中传播的特定的运载信息的波长。这种堆叠物的结构消除或至少改善了与现有技术相关的一些缺陷。堆叠物包括由一硅或二氧化硅基底构成的一第一层、由一下部覆层构成的一第二层、由一聚合物层构成的一第三层、由一内芯玻璃层构成的一第四层以及由一外覆层构成的一第五层。本专利技术还提供了一种集成的光添加/去除多路复用器(OADM)，该多路复用器包括一基底、一设置在基底上的下部覆层、设置在下部覆层的一部分上的一内芯玻璃层以及设置在下部覆层与内芯玻璃层上的一外覆层。内芯玻璃层包括一阵列波导光栅(AWG)，而外覆层由聚合物构成并且包括一光学开关，其中，内芯玻璃层包括一多路复用的阵列波导光栅(AWG)以及一多路分解的阵列波导光栅(AWG)，而其中光学开关设置在多路复用的阵列波导光栅(AWG)与多路分解的阵列波导光栅(AWG)之间。本专利技术又涉及一种集成的光添加/去除多路复用器(OADM)，该多路复用器包括一基底、一设置在基底上的下部覆层、一设置在下部覆层的一部分上的内芯玻璃层、一与内芯玻璃层相邻地设置在下部覆层上的聚合物层以及设置在聚合物层与内芯玻璃层之上的外覆层。内芯玻璃层包括阵列波导光栅(AWG)，而聚合物包括一光学开关，其中，内芯玻璃层包括一多路复用的阵列波导光栅(AWG)以及一多路分解的阵列波导光栅(AWG)，而其中光学开关设置在多路复用的阵列波导光栅(AWG)与多路分解的阵列波导光栅(AWG)之间。附图的简要描述结合附图，从下列详细的描述可以更好地理解本专利技术。需强调的是，根据普通实践，这些附图的各个特征部分是不成比例的。相反，各个特征部分的尺寸是被任意放大或减小的，以更清晰地示出本专利技术。下列附图分别为图1为一OADM的方框图；图2为一普通OADM的结构的框图；图3为根据本专利技术的一集成OADM的框图；图4为本专利技术的一实施例的侧视图，该实施例包括一基底、设置在基底上的一下部覆层、设置在下部覆层的一部分上的一内芯玻璃层、以及设置在下覆层与内芯玻璃层上的一外覆层；图5为本专利技术的另一实施例的一侧视图，该实施例包括一基底、设置在基底上的一下部覆层、设置在下部覆层的一部分上的一内芯玻璃层、与内芯玻璃层相邻的、设置在下部覆层上的一聚合物层、以及设置在聚合物层与内芯玻璃层上的一外覆层；以及图6为本专利技术的另一实施例的俯视图，该实施例包括一基底、设置在基底上的一下部覆层、设置在下部覆层的一部分上的一内芯玻璃层、与内芯玻璃层相邻的、设置在下部覆层上的一聚合物层、以及设置在聚合物层与内芯玻璃层上的一外覆层。详细描述本专利技术提供了一种集成的、高性能的OADM，这种OADM是通过将玻璃光学波导与以聚合物为基础的数字光学开关的良好的特性相结合而获得的。由于平面玻璃技术可提供较低的光损耗，故它们最适合用来制造AWG。然而，平面玻璃技术常常会受到由制造过程中的应力所引起的极化相关性的影响。数字光学开关最好以聚合物来实现，这是由于聚合物的较大的热-光效应以及较低的热导率。另外，当将低损耗的、折射率匹配的聚合物作为用于以玻璃为基础的AWG器件的顶部覆层时，这些聚合物可以提供的优点有，如降低器件的整体应力，这可以减小极化相关性，以及降低器件的温度灵敏度，这可以简化温度控制的问题。较佳地，用于顶部覆层应用的聚合物材料具有的使用温度与波长的折射率应比内芯玻璃层小0.5-0.7％，所具有的和波长的光损耗较佳地应等于或小于内芯玻璃层(通常为0.1dB/cm或更秒)的光损耗，以及此种材料应具有较大的(＞1×10-4/℃)、负的热-光系数(dn/dT)，能够在硅氧层上提供较低的应力的较低的弹性模量，对玻璃内芯与覆层良好的粘合性能，并且此种材料还应具有以用于热-光开关的诸如铬、金之类的典型金属使该聚合物材料金属化的能力。能够接近并满足所有这些标准的材料很少。一种实例是卤素氟化二丙烯酸脂(halofluorinated diacrylates)，例如AlliedSignal开发的氯氟二丙烯酸脂，其中包括了Wu等人于1997年4月17日提交的、标题为“新型可光致固化的卤素氟化丙烯酸脂”的美国专利申请号08/842,783，以及1998年11月12日提交的、标题为“用于制造可光致固化的卤素氟化丙烯酸脂的新方法”的美国专利申请号09/190本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成的、光添加／去除多路复用器（ＯＡＤＭ）包括：　　　　一基底；　　　　一下部覆层，该覆层置于所述基底上；　　　　一内芯玻璃层，该层置于所述下部覆层的一部分上，所述内芯玻璃层包括一阵列波导光栅（ＡＷＧ）；以及　　　　一外覆层，该外覆层设置在所述下部覆层与所述内芯玻璃层之上，所述外覆层由一聚合物构成，该聚合物包括一光学开关，其中，所述内芯玻璃层包括一多路复用的阵列波导光栅（ＡＷＧ）以及一多路分解的阵列波导光栅（ＡＷＧ），而其中所述光学开关设置在所述多路复用的阵列波导光栅（ＡＷＧ）与所述多路分解的阵列波导光栅（ＡＷＧ）之间。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：RA诺伍德，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]