波分分用设备制造技术

本发明专利技术可提供一种可降低输入板和信道波导之间的连接损耗和抑制高次模光的激发来降低损耗的波分分用设备。本发明专利技术的波分分用设备包括，用来传播具有多个波长分量的波分复用光的第一波导，使从第一波导输入的波分复用光漫射的第一板，多个具有一系列以预定的差值增加的不同波导长度的信道波导，用来接收波分复用光和使其相互分开在信道波导中传播，第二板，用来接收波分复用光并通过聚光接收到的波分复用光分用为多个波长，以及第二波导，用来使经第二板分用的光于其中传播，所有上述部件均形成在基底上。信道波导和第一板在多个节点处互相光学耦合，该节点数比所述信道波导和所述第二板在多个节点处相互光学耦合的节点数大。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及特别适于与阵列波导光栅(AWG)型波分复用及分用设备配合使用的波分分用设备，此设备用于波分复用通信。
技术介绍
图28为示出通常的阵列波导光栅型波分复用及分用设备的配置框图。此波分复用及分用设备可作为波分复用设备和波分分用设备中的任何一个工作。在下面的描述中，波分复用和分用设备称为MUX/DEMUX并且，除非另外指出，将用作表示波分复用设备或波分分用设备的术语。另外，对这种情况进行了描述，其中主要关注的是MUX/DEMUX具有的复用功能和分用功能中的分用功能，MUX/DEMUX的是用作波分分用设备。应该指出，在MUX/DEMUX执行波分复用功能时光的输入和输出方向与MUX/DEMUX执行波分分用功能时光的输入和输出方向相反。参考图28，示出的MUX/DEMUX 106包含一单个输入波导101，输入板(slab)102，多个信道波导103，输出板104及n个输出波导105，全部形成于基底100上，并使输入波导101，输入板102，信道波导103，输出板104及输出波导105可具有与周围区域100A相比相对高的折射率。应当指出，在下面的描述中，由具有与周围区域100A相比相对高的折射率的材料形成的那一部分有时称为“纤芯”，而由具有相对低的折射率的材料形成的并且包围纤芯的另外部分有时称为“包层”。输入波导1，输入板2，信道波导3，输出板4及输出波导5对应于纤芯，而包围输入波导1，输入板2，信道波导3，输出板4及输出波导5的区域100A对应于包层。在图28所示的MUX/DEMUX 106中，当波长区中的复用光输入到MUX/DEMUX 106的输入波导101时，分裂为不同波长的光从输出波导105的信道#1至#n输出。另一方面，当多个不同波长的光输入到输出波导105的信道#1至#n时，从输入波导101输出其中所有波长的光在波长区聚束并复用的光。下面通过与普通光谱仪(单色仪)进行比较对MUX/DEMUX 106的配置予以描述。MUX/DEMUX 106的功能例如不仅由示于图28和29(a)的AWG型装置，而且也由示于图35和29(b)的光谱仪型装置以及其他装置实现。图35为示出普通光谱仪的配置的示例。参考图35，示出的光谱仪是体衍射光栅型，并且通常难于减小衍射光栅的栅距。与此相对，AWG型光谱仪不需要栅距，只需要设计组成AWG的波导之间的长度差。同时，图29(a)为示出AWG型MUX/DEMUX 106的波导的纤芯形状的示意图并特别示出MUX/DEMUX 106的纤芯部分。图29(a)中示出的部件(元件或部分)101至105分别对应于光谱仪的部件。图29(c)为示出利用波导及普通光谱仪配置的波分复用及分用设备的部件之间的相应关系的示图。此相应关系参考图35予以描述。示于图35中的光谱仪110，除具有粗糙不平表面的衍射光栅113以外，还包括一个单个的输入光纤111，输入准直透镜112，聚光透镜114及n根输出光纤115。MUX/DEMUX 106(参考图29(a))的部件输入波导101，漫射并输出波分复用激光(它是波分分用的对象)到下一级的输入板102。另外，如图29(c)所示，输入波导101在功能上与光谱仪110的输入光纤111在下面一点上对应，即它对漫射光起一个入射狭缝作用。应该指出，图29(a)为特别示出MUX/DEMUX 106的纤芯元件的示意图。与此类似，输入板102漫射入射到输入波导101的光并使漫射光耦合到下一级的信道波导103。输入板102的功能对应于光谱仪110中的输入准直透镜112(其功能为将来自输入光纤111的入射光功率调准并使之照射到下一级中的衍射光栅113上)。同时，与光谱仪110的衍射光栅113对应的信道波导103使各波长的光偏转一预定的角度，见下述，并且与聚光透镜114对应的输出板104将自信道波导103输出(出射或射出)的衍射光聚光。与输出光纤115对应的输出波导105将发自输出板104的出射光的光谱切去一部分。此处，形成的信道波导103的长度不同，即示于图28和29(a)中的MUX/DEMUX 106的最下边位置的信道波导的长度最短，而位置较其高的任何其他信道波导的长度逐渐增加。相邻信道波导的长度差相互相等。信道波导在波分(使光分裂为各个波长)或波分复用中起重要的作用。下面对信道波导103的动作予以描述。图30(a)和30(b)为分别示出图28和29(a)所示的MUX/DEMUX 106的多个信道波导103的三个相邻信道波导的示图。示于图30(a)和30(b)的信道波导131至133中的每一个都具有光波的“峰”的位置(实心点)和“谷”的位置(空心点)。此处，在信道波导131至133中传播的光波以cos(α)(α代表相位)表示，“峰”代表相位α为2×n×π的位置，而“谷”代表相位α为(2n+1)×π的位置。应该指出，n和π分别是正整数和数π。因此，在图31(a)和31(b)的每一个中，两相邻“峰”之间的长度等于在信道波导131至133中传播的光波的波长。具体说来，示于图30(a)和30(b)中的光的波长分别等于λ0和λ1。图30(a)示出当光具有等于用于波分复用传播的光的波长设备中的中心波长时的光的相位。信道波导103的每一个的长度都设计成为其中可包含一个在波分复用光的波长间的中心波长λ0的精确正整数的光波。更具体说，在图30(a)的场合，信道波导103的长度设计成为在最短的波导131中包含9个中心波长λ0的波，在中间的波导132中包含10个中心波长λ0的波，而在最长的波导133中包含11个中心波长λ0的波。例如，从图31可见，当信道#1至#11是从短波带起顺序设定时，设定于信道#6的光的波长对应于上述的中心波长λ0。具体说来，从图30(a)可知，具有要从波导131至133输出的中心波长的分量的光波在输出板104和信道波导131至133间的板边界线142的位置上具有同一相位。换言之，从信道波导103输出的波长λ0的光波的等相位波面p1垂直于信道波导131至133，并且从三个信道波导131至133输出的光被衍射向相对信道波导131至133的输出方位角精确水平方向d1。然而，从图30(b)可知，比中心波长分量的波长短Δλ的波长λ1的光波在输出板104和信道波导131至133间的板边界线142的位置上不具有同一相位，但在信道波导131至133间偏移一个Δλ单位的另一个位置上具有同一相位。换言之，波长λ1的光波的等相位波面p2不垂直于信道波导131至133，并且从信道波导131至133输出的光也被衍射向图30(a)的上侧方向d2。应该指出，根据与上述类似的原理波长比中心波长λ0长Δλ的光波被衍射向图30(b)中的下侧方向。因此，由于各信道波导103的衍射方向(衍射角)取决于的光学波长值，信道波导103可分用波分复用光。输出板104可对单个波长的在预定方向上衍射和由信道波导103复用的光聚光，并且将聚光光提供给相应信道的输出波导105。与此相对，如果与从信道#1至#n输出的光(例如，图31所示的ch#1至ch#11的输出)对应的特定波导的光(通常是宽度比MUX/DEMUX 106的带宽小的频谱的光应用于波分复用通信)输入到输出波导105(参考图28)作为信道#1至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波分分用设备，其特征在于其包括：一个基底；一个位于所述基底上用来传播具有多个波长分量的波分复用光的第一波导；一个位于所述基底上用来使从所述第一波导输入的波分复用光漫射的第一板；多个位于所述基底上并具有一系列以预定的差值增加的不同波导长度的信道波导，用来接收和分裂经所述第一板漫射的波分复用光和使其相互分开在信道波导中传播；一个位于所述基底上的第二板，用来接收经多个信道波导相互分开传播的分裂光并对接收到的波分复用光进行聚光；以及一个位于所述基底上的第二波导，用来使经所述第二板聚光的光于其中传播；所述信道波导和所述第一板在多个节点处互相光学耦合，该节点数比所述信道波导和所述第二板在多个节点处互相光学耦合的节点数大。

【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：田渊晴彦，成濑晃和，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]