阵列波导光栅类型的光信号多路复用器/多路分离器及其制造方法技术

一种阵列波导光栅类型的光信号多路复用器／多路分离器，其第一个平板波导、阵列波导、第二个平板波导和多个并排排列的光输出波导依次顺序连接，分割线通过相交分割面将第一平板波导分成两部分，相交分割面和沿着第一平板波导传输的光的路径的相交，一个位置漂移片回定在分开的平板波导的一侧的波导形成区的基底，并且能在分开的平板波导另一侧的波导形成区滑动，阵列波导光栅在分割线上被分成第一和第二波导形成区。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种阵列波导光栅类型的光信号多路复用器/多路分离器，特别涉及一种用于波分复用光通信系统的。近来，在光的波分复用通信系统的光通信的研究和发展中，一直在追求一种极大的增加传输容量的方法，其研究成果正投入实用。例如，光的波分复用通信采用一种技术，能分开多路从不同的发射源传来的具有不同波长的多个光束，对于采用这种光的波分复用技术的通信系统，光接收机在波分复用情况下，能够以自己的波长为基准分别接收对应的光发射设备或类似的设备传输的光束，光发射设备仅发射某一给定波长的光信号。附图说明图15表示现有的一种光发射设备，其包括一种含有平面光波电路(PLC,Planar Lightwave Circuit)的阵列波导光栅(AWG)，该阵列波导光栅有一个波导形成区10，其形成在由硅或相似材料制成的衬底1的石英基玻璃上，波导形成区10具有如图15所示的波导结构并从中心形成。阵列波导光栅的波导结构包括一个或多个并排排列的光输入波导2；与光输入波导2的输出端相连的第一个平板波导3；与第一个平板波导3的输出端相连的阵列波导4；与第二个平板波导5的输出端相连接的并排排列的多个光输出波导6，可以设置阵列波导光栅的尺寸，如设置A=B=40毫米。阵列波导4传播由第一个平板波导3输出的光信号，并且包括多个并排排列的信道波导4a，相邻的信道波导4a的长度是互不相同的，并且相差一预先设定的差值(ΔL)，光输出波导6的数目由阵列波导光栅来决定，例如对应于具有多少不同波长的光信号通过阵列波导光栅将产生导致光信号的多路复用或多路分离的数目。信道波导4a组成阵列波导4，一般是较大的数目，例如100，由于图15是简图，因此信道波导4a，光输出波导6和光输入波导2的数目在图中不反映实际情况。光输入波导2例如与发射端的光纤(未显示)相连，使得光信号在波分复用的作用下被导入到光输入波导2，从光输入波导2输出的光信号被导入第一个平板波导3，其信号由于衍射效应而产生衍射，其进入阵列波导4并沿着阵列波导4传播。在通过阵列波导4传播后，光信号到达第二个平板波导5，然后被集中进入光输出波导6准备从那里输出。由于在阵列波导4相邻的信道波导4a之间预先设置不同的长度，经过阵列波导4的传输后光束互相具有不同的相位，从阵列波导4输出的大量光束的光前相位被赋予使其与该差值对应，并且光被集中的位置由赋予的角度来决定。因此，具有不同波长的光束被集中在互不相同的位置上，通过在这些位置上形成的光输出波导6，具有不同波长的光束λ1,λ2…λn能从提供各自的波长的光输出波导6输出。换句话说，阵列波导光栅具有光信号多路复用/多路分离的功能，由于这个功能，阵列波导光栅能多路分解由光输入波导2输入的光信号，其光信号事先经过波分复用并拥有互相不同的波长，输入一个或多个波长的光束，然后从他们各自的光输出波导6输出光束。被复用的光信号的中心波长是与组成阵列波导4的相邻信道波导4a的长度差值(ΔL)及信道波导4a的有效折射率ne成比例。由于上述特性，阵列波导光栅能被用作一种光发射设备，应用于波分复用发射系统，如图15所示，在波分复用作用下具有波长λ1,λ2,λ3…λn(n是整数等于或大于2)的光束，分别输入光输入波导2的一个，光束在第一个平板波导3中被衍射，到达阵列波导4，并且通过阵列波导4和第二个平板波导5，如上所述，光束被分别集中在由波长所决定的不同位置上，并进入不同光输出波导6，沿着各自的光输出波导6传播并且在输出端输出。具有不同波长的光束能进一步通过连接到光输出波导6输出端上的光纤而输出光信号(未显示)，分别准备光纤矩阵，连接到光输出波导6和光输入波导2上，光纤的连接终端面排列并固定成一个一维阵列，光纤阵列固定到光输出波导6和光输入波导2连接端面，由此而连接光纤到光输出波导6或到光输入波导2。上面提到的阵列波导光栅有这样的光发射特性(在阵列波导光栅中发射光强度的波长特性)，从光输出波导6输出的光束有各自的光发射中心波长(例如，λ1,λ2,λ3…λn)作为中心，输出光束的光发射强度随着波长偏离各自的中心波长而越来越小。每个光发射中心波长λo由阵列波导4的有效折射率ne决定，阵列波导4的相邻信道波导4a的长度差值(ΔL)和衍射等级m以下列公式(1)表示λo=ne.ΔL/m………………(1)因此，光发射特性的波长表示对应的光输出波导6的波导并不总是一个，而根据设置的衍射等级有可能是多个中心波长，多路分解光信号成为多个具有某个波长间隔Δλ(nm)和具有中心发射波长λo的信号是可能的，所以，下面仅讨论中心波长为λo的情况。阵列波导光栅利用光电路的互逆原理，因此既具有光信号多路复用功能，也具有多路分离功能，亦即如图15所讨论过的具有不同波长的多个光束可能输入到各自的光输出波导6，输入光束从光输入波导2的一个波导输出，沿着上面图15讨论过的传播路径传输，在阵列波导4和第一个平板波导3中形成多路复用。上述的阵列波导光栅，其光栅的波长分辨率与阵列波导4中的相邻信道波导4a之间的长度差值(ΔL)成比例，是光栅的部件之一。当阵列波导光栅设计为有一个大的ΔL时，在一个窄的波长间隔内完成光信号的多路复用/多路分离，其理论上是可行的。正是这种理论上的可行性，使阵列波导光栅具有多路复用/多路分离大量光束信号的功能，特别是具有对大量光信号波长间隔为1纳米(nm)或更小时的光信号多路复用/多路分离功能，这正是高密度光的波分复用通信所必需的功能。为了制造上述的阵列波导光栅，例如，首先使用水解沉积物(flamehydrolysis deposition)，在硅衬底上形成一个下覆盖层和一个中心层，然后准备一个绘制的阵列波导光栅的波导结构的遮光膜，利用影印石板法通过遮光膜实现转换，将阵列波导光栅的模式通过离子浸蚀转换在中心层上，然后再使用水解沉淀物形成上覆层，这样，阵列波导光栅就制造完了。图15给出的阵列波导光栅是常规形式，其采用石英材料作为主要元件，根据石英玻璃材料的温度变化，阵列波导光栅的光传输中心波长λo随温度的变化而漂移，例如，当温度变化50度或更多时，由于阵列波导光栅在底基上采用一般设定值设计和制造，温度的变化将导致极大程度的漂移，如光传输波长漂移0.5nm或更多。而0.5nm对采用非常窄的波长间隔如1nm或更小光波长间隔要求的用于光信号多路复用/多路分离的阵列波导光栅来说是致命的漂移。本专利技术认为能控制影响传输中心波长的温度对阵列波导光栅类型的光信号多路复用器/多路分离器是极为重要的，根据本专利技术的方法，阵列波导光栅类型的光信号多路复用器/多路分离器的制造容易，插入损耗小，作为波分复用通信的复用/去复用设备更容易实用。本专利技术的目的是致力于解决上述问题，提供一种阵列波导光栅类型的光信号多路复用器/多路分离器，其制造容易，能减少影响光传输中心波长的温度变化，能减少插入损耗并且提供其制造方法。为实现本专利技术的目的，在本专利技术提出的阵列波导光栅类型的光信号多路复用器/多路分离器中，一个平板波导被相交面分成两部分，相交面和沿着平板波导传输的光信号的路径相交，相交面作为一个分割面并将波导形成区分割为包括平板波导一部分的第一波导形成区和包括平板波导另一部分的第二波导形成区，第一波导形成区和第二波导形成区的一个或两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阵列波导光栅类型的光信号多路复用器／多路分离器的制造方法，其特征在于：包括以下步骤： 准备一个阵列波导光栅，其具有用于构成波导结构的波导形成区和至少一个平板波导； 设置一个决定分割面的分割线，其分割面和沿着所述至少一个平板波导传输的光的路径相交，该分割面将所述至少一个平板波导分割为第一和第二平板波导部分，并将该波导形成区分割为包括平板波导第一部分的第一波导形成区、和包括平板波导第二部分的第二波导形成区； 固定一个位置漂移片，使其第一端固定在所述的第一波导形成区及第二端固定在所述的第二波导形成区； 沿着所述的分割线，将该波导形成区分割为第一波导形成区和第二波导形成区。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：柏原一久，奈良一孝，根角昌伸，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]