多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器。輸入波導(dǎo)與光學(xué)梳狀濾波器的輸入端相連，兩個(gè)輸出端并分別通過第一、第二連接波導(dǎo)與各自第一、第二平板波導(dǎo)相連接，在第一、第二平板波導(dǎo)之間連接有一組陣列波導(dǎo)，第一輸出波導(dǎo)組中每條輸出波導(dǎo)的一端均連接在第一平板波導(dǎo)的一端上，第一輸出波導(dǎo)組與第一連接波導(dǎo)連接在第一平板波導(dǎo)的同一端；第二輸出波導(dǎo)組中每條輸出波導(dǎo)的一端與第二平板波導(dǎo)的一端上，第二輸出波導(dǎo)組與第二連接波導(dǎo)連接在第一平板波導(dǎo)的同一端。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)方便且小尺寸、高性能，亦未引入額外的復(fù)雜工藝，在器件尺寸未顯著增加的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了通道數(shù)的翻倍。
【專利說明】多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種平面光波導(dǎo)集成器件，尤其是涉及一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，光作為載波在長(zhǎng)距離通信已經(jīng)取得巨大成功，并正在向短距離光通信范疇推進(jìn)，如光纖到戶(FTTH)、光互連等系統(tǒng)。在這些光通信系統(tǒng)中，為了獲得更大數(shù)據(jù)傳輸量，人們已經(jīng)發(fā)展了多種復(fù)用技術(shù)，包括波分復(fù)用、偏振復(fù)用、時(shí)分復(fù)用等。
[0003]其中，波分復(fù)用(WDM)技術(shù)在長(zhǎng)距離光纖通信中已經(jīng)取得巨大成功，其核心器件是波分復(fù)用-解復(fù)用器件，而其中最具代表性的便是陣列波導(dǎo)光柵。傳統(tǒng)的陣列波導(dǎo)光柵依次由輸入波導(dǎo)、輸入平板波導(dǎo)、陣列波導(dǎo)、輸出平板波導(dǎo)和輸出波導(dǎo)連接組成，復(fù)合光從輸入波導(dǎo)入射，進(jìn)入平板波導(dǎo)并發(fā)散傳輸，然后耦合到波導(dǎo)陣列中的各條波導(dǎo)。相鄰陣列波導(dǎo)存在一定光程差，從而對(duì)各波長(zhǎng)的光產(chǎn)生不同的位相差，實(shí)現(xiàn)光柵的色散功能。經(jīng)過輸出平板波導(dǎo)后，不同波長(zhǎng)的光會(huì)聚于陣列波導(dǎo)光柵像面上的不同點(diǎn)，然后再耦合到對(duì)應(yīng)位置的輸出波導(dǎo)，即可將不同波長(zhǎng)的光從不同輸出波導(dǎo)輸出，實(shí)現(xiàn)了不同波長(zhǎng)的光的分離，這就是波分解復(fù)用的功能。反過來(lái)，就可以實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用功能。
[0004]隨著通信容量需求的日益增長(zhǎng)，密集波分復(fù)用成為關(guān)鍵技術(shù)。然而密集型波分復(fù)用器件的實(shí)現(xiàn)并不容易，主要存在器件尺寸大、性能不好等不足。為了解決這一問題，常用的解決辦法是引入一種所謂的“光學(xué)梳狀濾波器”，并與兩個(gè)匹配的波分復(fù)用器件相結(jié)合。利用光學(xué)梳狀濾波器先將入射的通道間隔為Λ λ的一系列波長(zhǎng)分成兩組，即奇數(shù)組、偶數(shù)組。奇數(shù)組、偶數(shù)組中各通道波長(zhǎng)的間隔為2Λ λ。,。再將奇數(shù)組、偶數(shù)組分別接入到各自對(duì)應(yīng)的波分復(fù)用器件，進(jìn)而被分開。
[0005]上述現(xiàn)有技術(shù)中，需采用兩個(gè)波分復(fù)用器件，導(dǎo)致模塊尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且兩個(gè)波分復(fù)用器件的中心波長(zhǎng)由于制備工藝誤差往往難以匹配。因此，亟需發(fā)展新的多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器模塊，從而在獲得超高通信數(shù)據(jù)容量的同時(shí)，降低該復(fù)用模塊復(fù)雜度及其成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]為了解決【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明目的在于提供一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器模塊。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0008]包括輸入波導(dǎo)、光學(xué)梳狀濾波器、第一連接波導(dǎo)、第二連接波導(dǎo)、第一平板波導(dǎo)、第二平板波導(dǎo)、一組陣列波導(dǎo)、包含有Ν條輸出波導(dǎo)的第一輸出波導(dǎo)組、包含有Ν條輸出波導(dǎo)的第二輸出波導(dǎo)組；輸入波導(dǎo)與光學(xué)梳狀濾波器的輸入端相連，光學(xué)梳狀濾波器的兩個(gè)輸出端并分別經(jīng)第一連接波導(dǎo)、第二連接波導(dǎo)后連接到第一平板波導(dǎo)、第二平板波導(dǎo)的一端；第一輸出波導(dǎo)組中每條輸出波導(dǎo)的一端均連接在第一平板波導(dǎo)的一端上，第一輸出波導(dǎo)組與第一連接波導(dǎo)連接在第一平板波導(dǎo)的同一端；第二輸出波導(dǎo)組中每條輸出波導(dǎo)的一端與第二平板波導(dǎo)的一端上，第二輸出波導(dǎo)組與第二連接波導(dǎo)連接在第一平板波導(dǎo)的同一端；第一平板波導(dǎo)與第二平板波導(dǎo)的另一端之間連接有一組陣列波導(dǎo)；光信號(hào)從輸入波導(dǎo)輸入或者從第一輸出波導(dǎo)組和第二輸出波導(dǎo)組輸入。
[0009]作為波分解復(fù)用器，所述的輸入波導(dǎo)為輸入端，第一輸出波導(dǎo)組和第二輸出波導(dǎo)組為輸出端；作為波分復(fù)用器，第一輸出波導(dǎo)組和第二輸出波導(dǎo)組為輸入端，所述的輸入波導(dǎo)為輸出端。
[0010]作為波分解復(fù)用器，所述的光學(xué)梳狀濾波器將入射到輸入波導(dǎo)的中心波長(zhǎng)為λ 1、λ2、λ3、λ4、...、λη、…、λ2Ν的一組光信號(hào)分成中心波長(zhǎng)為...、λ2Ν_43奇數(shù)組光信號(hào)和中心波長(zhǎng)為λ2、λ4、…、λ 2Ν的偶數(shù)組光信號(hào)的兩個(gè)通道；奇數(shù)組光信號(hào)依次經(jīng)第一連接波導(dǎo)、第一平板波導(dǎo)、陣列波導(dǎo)、第二平板波導(dǎo)后從第二輸出波導(dǎo)組中各輸出波導(dǎo)的輸出端依次輸出；偶數(shù)組光信號(hào)依次經(jīng)第二連接波導(dǎo)、第二平板波導(dǎo)、陣列波導(dǎo)、第一平板波導(dǎo)后從第一輸出波導(dǎo)組中各輸出波導(dǎo)的輸出端依次輸出。
[0011]所述的奇數(shù)組光信號(hào)的波長(zhǎng)間隔與偶數(shù)組光信號(hào)的波長(zhǎng)間隔相同，均為從輸入波導(dǎo)輸入的該組光信號(hào)的波長(zhǎng)間隔的兩倍。
[0012]所述光學(xué)梳狀濾波器為馬赫-澤德干涉儀。
[0013]所述光學(xué)梳狀濾波器為微環(huán)濾波器。
[0014]所述的陣列波導(dǎo)任意相鄰的兩個(gè)波導(dǎo)長(zhǎng)度差相同。
[0015]所述第一輸出波導(dǎo)組的輸入端位置Χ()(Ι)由下式?jīng)Q定:
[0016]xom = _JT_ {’、從—m^)— '
' nsdg'
[0017]式中ng為陣列波導(dǎo)基模有效折射率、ns為第一平板波導(dǎo)/第二平板波導(dǎo)基模有效折射率，dg為陣列波導(dǎo)輸入端、輸出端處的相鄰陣列波導(dǎo)間距，Lfpe為第一平板波導(dǎo)、第二平板波導(dǎo)的長(zhǎng)度，xi(n)為第二連接波導(dǎo)輸入波導(dǎo)輸出端的位置，m為干涉級(jí)次，λ為工作波長(zhǎng)，λ = λ2、λ4、…、λ 2Ν ; Δ L為陣列波導(dǎo)中相鄰波導(dǎo)的長(zhǎng)度差。
[0018]所述第二輸出波導(dǎo)組的輸入端位置Χ()(π)由下式?jīng)Q定:
[0019]λ- U) = {ngAL - ml) — xl(l)
n,dg
[0020]式中，ng為陣列波導(dǎo)基模有效折射率、ns為第一平板波導(dǎo)/第二平板波導(dǎo)基模有效折射率，dg為陣列波導(dǎo)輸入端、輸出端處的相鄰陣列波導(dǎo)間距，Lfpe為第一平板波導(dǎo)、第二平板波導(dǎo)的長(zhǎng)度，xi(I)為第一連接波導(dǎo)輸出端的位置，m為干涉級(jí)次，λ為工作波長(zhǎng)，λ =λ工、λ 3、…、λ ^ ; Δ L為陣列波導(dǎo)中相鄰波導(dǎo)的長(zhǎng)度差。
[0021]本發(fā)明具有的有益效果是:
[0022]本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)方便，亦未引入額外的復(fù)雜工藝，并能實(shí)現(xiàn)通道數(shù)增加一倍，且器件尺寸未顯著增加。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的波分復(fù)用-解復(fù)用器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2為馬赫-澤德干涉儀型的光學(xué)梳狀濾波器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3為光學(xué)梳狀濾波器采用單微環(huán)型的實(shí)施例圖。
[0026]圖4為光學(xué)梳狀濾波器采用雙微環(huán)型的實(shí)施例圖。
[0027]圖5為本發(fā)明的實(shí)施例制成器件的示意圖。
[0028]圖6為實(shí)施例經(jīng)測(cè)試的頻譜響應(yīng)圖。
[0029]圖中:1、一條輸入波導(dǎo)，2、光學(xué)梳狀濾波器，3a、第一連接波導(dǎo)，3b、第二連接波導(dǎo)，4a、第一平板波導(dǎo),4b、第二平板波導(dǎo),5、一組陣列波導(dǎo),6a、第一輸出波導(dǎo)組,6b、第二輸出波導(dǎo)組。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0031]如圖1所示，本發(fā)明包括輸入波導(dǎo)1、光學(xué)梳狀濾波器2、第一連接波導(dǎo)3a、第二連接波導(dǎo)3b、第一平板波導(dǎo)4a、第二平板波導(dǎo)4b、一組陣列波導(dǎo)5、包含有N條輸出波導(dǎo)的第一輸出波導(dǎo)組6a、包含有N條輸出波導(dǎo)的第二輸出波導(dǎo)組6b ;輸入波導(dǎo)1與光學(xué)梳狀濾波器2的輸入端相連，光學(xué)梳狀濾波器2的兩個(gè)輸出端并分別經(jīng)第一連接波導(dǎo)3a、第二連接波導(dǎo)3b后連接到第一平板波導(dǎo)4a、第二平板波導(dǎo)4b的一端；第一輸出波導(dǎo)組6a中每條輸出波導(dǎo)的一端均連接在第一平板波導(dǎo)4a的一端上，第一輸出波導(dǎo)組6a與第一連接波導(dǎo)3a連接在第一平板波導(dǎo)4a的同一端；第二輸出波導(dǎo)組6b中每條輸出波導(dǎo)的一端與第二平板波導(dǎo)4b的一端上，第二輸出波導(dǎo)組6b與第二連接波導(dǎo)3b連接在第一平板波導(dǎo)4a的同一端；第一平板波導(dǎo)4a與第二平板波導(dǎo)4b的另一端之間連接有一組陣列波導(dǎo)5 ;光信號(hào)從輸入波導(dǎo)1輸入或者從第一輸出波導(dǎo)組6a和第二輸出波導(dǎo)組6b輸入。本發(fā)明的輸入波導(dǎo)1、作為輸出波導(dǎo)的第一輸出波導(dǎo)組6a和第二輸出波導(dǎo)組6b是可逆的。
[0032]作為波分解復(fù)用器，輸入波導(dǎo)1為輸入端，第一輸出波導(dǎo)組6a和第二輸出波導(dǎo)組6b為輸出端；作為波分復(fù)用器，第一輸出波導(dǎo)組6a和第二輸出波導(dǎo)組6b為輸入端，輸入波導(dǎo)1為輸出端。
[0033]作為波分解復(fù)用器時(shí)，光學(xué)梳狀濾波器2將入射到輸入波導(dǎo)1的中心波長(zhǎng)為λ ρλ2、λ3、λ4、...、λη、…、λ 2Ν的一組光信號(hào)分成中心波長(zhǎng)為...、λ2Ν_43奇數(shù)組光信號(hào)和中心波長(zhǎng)為λ 2、λ 4、…、λ 2Ν的偶數(shù)組光信號(hào)的兩個(gè)通道；奇數(shù)組光信號(hào)依次經(jīng)第一連接波導(dǎo)3a、第一平板波導(dǎo)4a、陣列波導(dǎo)5、第二平板波導(dǎo)4b后從第二輸出波導(dǎo)組6b中各輸出波導(dǎo)的輸出端依次輸出；偶數(shù)組光信號(hào)依次經(jīng)第二連接波導(dǎo)3b、第二平板波導(dǎo)4b、陣列波導(dǎo)5、第一平板波導(dǎo)4a后從第一輸出波導(dǎo)組6a中各輸出波導(dǎo)的輸出端依次輸出。
[0034]上述奇數(shù)組光信號(hào)的波長(zhǎng)間隔與偶數(shù)組光信號(hào)的波長(zhǎng)間隔相同，均為從輸入波導(dǎo)1輸入的該組光信號(hào)的波長(zhǎng)間隔的兩倍，即:入射到輸入波導(dǎo)1的中心波長(zhǎng)為λρ λ2、入3、λ 4、…、λη、…、λ 2Ν的一組光的波長(zhǎng)間隔為Δ λ?，則中心波長(zhǎng)為λ ρ λ 3、…、λ 21^的奇數(shù)組光信號(hào)的波長(zhǎng)間隔為2 Δ λ 中心波長(zhǎng)為λ2、λ 4、…、λ 2Ν的偶數(shù)組光信號(hào)的波長(zhǎng)間隔為2Δ λ
[0035]如圖4所示，陣列波導(dǎo)5任意相鄰的兩個(gè)波導(dǎo)長(zhǎng)度差相同，長(zhǎng)度差為常數(shù)AL。
[0036]光學(xué)梳狀濾波器2為馬赫-澤德干涉儀或者微環(huán)濾波器。馬赫-澤德干涉儀如圖2所示；微環(huán)濾波器如圖3和圖4所示，可以是單微環(huán)結(jié)構(gòu)或者其級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，如圖4的雙微環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0037]第一輸出波導(dǎo)組6a的輸入端位置X()(I)由下式1決定:
[0038]Λχι, = (>':AL -/Ηλ)~ '( 1 )
[0039]式中，ng為陣列波導(dǎo)基模有效折射率，ns為第一平板波導(dǎo)/第二平板波導(dǎo)基模有效折射率，dg為陣列波導(dǎo)輸入端、輸出端處的相鄰陣列波導(dǎo)間距，Lfpe為第一平板波導(dǎo)、第二平板波導(dǎo)的長(zhǎng)度，xi(II)為第二連接波導(dǎo)3b輸出端的位置，m為干涉級(jí)次，λ為工作波長(zhǎng)，λ=λ2、λ4、…、λ 2Ν ; Δ L為陣列波導(dǎo)5中相鄰波導(dǎo)的長(zhǎng)度差。
[0040]第二輸出波導(dǎo)組6b的輸入端位置Χ()(ΙΙ)由下式2決定:
[0041]--又)-x](I1(2)
nfig
[0042]式中，ng為陣列波導(dǎo)基模有效折射率，ns為第一平板波導(dǎo)/第二平板波導(dǎo)基模有效折射率，dg為陣列波導(dǎo)輸入端、輸出端處的相鄰陣列波導(dǎo)間距，Lfpe為第一平板波導(dǎo)、第二平板波導(dǎo)的長(zhǎng)度，xi(I)為第一連接波導(dǎo)3a輸出端的位置，m為干涉級(jí)次，λ為工作波長(zhǎng)，λ=λ 1> λ 3>…、λ 2N_i ; Δ L為陣列波導(dǎo)5中相鄰波導(dǎo)的長(zhǎng)度差。
[0043]本發(fā)明作為解復(fù)用器的工作過程為如下:
[0044]中心波長(zhǎng)為λ2、λ 3、λ4、…、λη、…、λ 2Ν的一組光信號(hào)入射到光學(xué)梳狀濾波器2的輸入波導(dǎo)1。光學(xué)梳狀濾波器2將其分成中心波長(zhǎng)為λ ρ λ 3、…、λ 2N_j的奇數(shù)組光信號(hào)和中心波長(zhǎng)為λ2、λ4、…、λ 2Ν的偶數(shù)組光信號(hào)，分別進(jìn)入到第一連接波導(dǎo)3a、第二連接波導(dǎo)3b ；
[0045]進(jìn)入到第一連接波導(dǎo)3a的奇數(shù)組光信號(hào)λ” λ3、…、λ21Μ繼續(xù)傳播進(jìn)入到第一平板波導(dǎo)4a并發(fā)散傳輸，然后耦合到陣列波導(dǎo)5，經(jīng)由陣列波導(dǎo)5后，進(jìn)入到第二平板波導(dǎo)4b。由于陣列波導(dǎo)的色散，不同波長(zhǎng)的光聚焦第二平板波導(dǎo)4b末端的不同位置，波長(zhǎng)為λ 2lri的光信號(hào)耦合到到第二輸出波導(dǎo)組6b中的第η個(gè)輸出波導(dǎo)。
[0046]進(jìn)入到第二連接波導(dǎo)3b的偶數(shù)組光信號(hào)λ 2、λ 4、…、λ 2Ν繼續(xù)傳播進(jìn)入到第二平板波導(dǎo)4b并發(fā)散傳輸，然后耦合到陣列波導(dǎo)5，經(jīng)由陣列波導(dǎo)5后，進(jìn)入到第一平板波導(dǎo)4a。由于陣列波導(dǎo)的色散，不同波長(zhǎng)的光聚焦第一平板波導(dǎo)4a末端的不同位置，波長(zhǎng)為λ 2n的光信號(hào)耦合到到第一輸出波導(dǎo)組6a中的第η個(gè)輸出波導(dǎo)。
[0047]由此可見，從同一輸入光波導(dǎo)入射的中心波長(zhǎng)為λ:、λ 2> λ 3、λ4、…、λη、…、
λ 2Ν的一組光的各個(gè)通道最后分別從第二輸出波導(dǎo)組6b的N條輸出波導(dǎo)、第一輸出波導(dǎo)組6a的N條輸出波導(dǎo)輸出。
[0048]根據(jù)光路可逆性，本發(fā)明也用作復(fù)用器，其工作過程與作為解復(fù)用的過程相反，具體如下:
[0049]中心波長(zhǎng)為λ 3、…、λ _的Ν個(gè)通道的光信號(hào)和中心波長(zhǎng)為λ2、λ 4、…、
λ 2Ν的Ν個(gè)通道的光信號(hào)分別一一入射到第一輸出波導(dǎo)組6a中Ν條波導(dǎo)和第二輸出波導(dǎo)組6b中N條波導(dǎo)中。
[0050]進(jìn)入到第一輸出波導(dǎo)組6a中N條波導(dǎo)的中心波長(zhǎng)為λ。λ 3、…、λ 2N_j的光信號(hào)繼續(xù)傳播進(jìn)入到第一平板波導(dǎo)4a并各自發(fā)散傳輸，然后各自耦合到陣列波導(dǎo)5，經(jīng)由陣列波導(dǎo)5后，各自進(jìn)入到第二平板波導(dǎo)4b。由于陣列波導(dǎo)的色散，中心波長(zhǎng)為λ” λ3、…、λ 21Μ的光信號(hào)全部耦合到第一連接波導(dǎo)3a ；
[0051]進(jìn)入到第二輸出波導(dǎo)組6b中N條波導(dǎo)的中心波長(zhǎng)為λ 2、λ 4、…、λ 2N的光信號(hào)繼續(xù)傳播進(jìn)入到第二平板波導(dǎo)4b并各自發(fā)散傳輸，然后各自耦合到陣列波導(dǎo)5，經(jīng)由陣列波導(dǎo)5后，各自進(jìn)入到第一平板波導(dǎo)4a。由于陣列波導(dǎo)的色散，中心波長(zhǎng)為λ 2、λ 4、…、λ2Ν的光信號(hào)全部耦合到第二連接波導(dǎo)3b ;第一連接波導(dǎo)3a中傳輸?shù)囊唤M光信號(hào)與第二連接波導(dǎo)3b傳輸?shù)牧硪唤M光信號(hào)分別入射到光學(xué)梳狀濾波器2，并全部從與光學(xué)梳狀濾波器2連接的輸入波導(dǎo)1輸出。
[0052]本發(fā)明的一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器的具體實(shí)施例如下:
[0053]在此，選用基于硅絕緣體(SOI)材料的硅納米線光波導(dǎo)作為輸入波導(dǎo)和輸出波導(dǎo):其芯層是硅材料，厚度為220nm、折射率為3.4744 ;其下包層材料是Si02，厚度為2 μ m、折射率為1.4404 ;其包層為空氣，折射率為1.0。
[0054]采用的陣列波導(dǎo)光柵的相關(guān)參數(shù)為:N = 9，通道間隔Λ λ eh = 1.6nm,陣列波導(dǎo)以及輸出波導(dǎo)寬度均為460nm，陣列波導(dǎo)基模有效折射率ng = 2.377341617，第一平板波導(dǎo)和第二平板波導(dǎo)基模有效折射率為ns = 2.847688，陣列波導(dǎo)輸入端、輸出端處的相鄰陣列波導(dǎo)間距dg= 1.6 μ m,第一平板波導(dǎo)、第二平板波導(dǎo)的長(zhǎng)度LFPK = 100 μ m,干涉級(jí)次m = 20,陣列波導(dǎo)5中相鄰波導(dǎo)的長(zhǎng)度差Λ L = 13.088 μ m。
[0055]第一連接波導(dǎo)3a輸出端的位置xi(I) = _11.09 μ m,第二連接波導(dǎo)3b輸出端的位置xi(II) = -9.86 μ m,第一輸出波導(dǎo)組6a的輸入端位置依次為Χ()ω = -7.40,-4.93,-2.47、0.00、2.47、4.93、7.40、9.86、12.33 μ m，第二輸出波導(dǎo)組6b的輸入端位置依次為xQ(II)=-7.40、-4.93、-2.47,0.00,2.47,4.93,7.40,9.86,12.33 μ m。
[0056]對(duì)于如圖2所示的馬赫-澤德干涉儀型光學(xué)梳狀濾波器，兩臂長(zhǎng)度差設(shè)為172.81 μ m，其輸出端的輸出頻譜的自由頻譜范圍為3.2nm，從而可將入射的一組光分成通道間隔為3.2nm的奇數(shù)組和偶數(shù)組。
[0057]最后制成的波分復(fù)用-解復(fù)用器件如圖5所示，每組輸出波導(dǎo)有9條，共有18個(gè)輸出通道。如圖5所示，由于馬赫-澤德干涉儀的尺寸很小，因此增加之后的總器件尺寸未顯著增加，而通道總數(shù)增加了一倍。
[0058]圖6為其測(cè)試頻譜響應(yīng)，共有18個(gè)通道，通道間隔為1.6nm，將原有的單個(gè)平板波導(dǎo)的9個(gè)通道增加為18個(gè)通道，實(shí)現(xiàn)了通道數(shù)的翻倍，具有顯著的技術(shù)效果。
[0059]實(shí)施例的馬赫-澤德干涉儀也可替換為如圖3所示的單微環(huán)形型光學(xué)梳狀濾波器，微環(huán)長(zhǎng)度為172.81 μ m，其兩個(gè)輸出端為直通端和下載端，其自由頻譜范圍為3.2nm,可將入射的一組光分成通道間隔為3.2nm的奇數(shù)組和偶數(shù)組。
[0060]上述實(shí)施例用來(lái)解釋說明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器，其特征在于: 包括輸入波導(dǎo)(I)、光學(xué)梳狀濾波器(2)、第一連接波導(dǎo)(3a)、第二連接波導(dǎo)(3b)、第一平板波導(dǎo)(4a)、第二平板波導(dǎo)(4b)、一組陣列波導(dǎo)(5)、包含有N條輸出波導(dǎo)的第一輸出波導(dǎo)組(6a)、包含有N條輸出波導(dǎo)的第二輸出波導(dǎo)組(6b)； 輸入波導(dǎo)(I)與光學(xué)梳狀濾波器(2)的輸入端相連,光學(xué)梳狀濾波器(2)的兩個(gè)輸出端并分別經(jīng)第一連接波導(dǎo)(3a)、第二連接波導(dǎo)(3b)后連接到第一平板波導(dǎo)(4a)、第二平板波導(dǎo)(4b)的一端；第一輸出波導(dǎo)組^a)中每條輸出波導(dǎo)的一端均連接在第一平板波導(dǎo)(4a)的一端上，第一輸出波導(dǎo)組^a)與第一連接波導(dǎo)(3a)連接在第一平板波導(dǎo)(4a)的同一端；第二輸出波導(dǎo)組(6b)中每條輸出波導(dǎo)的一端與第二平板波導(dǎo)(4b)的一端上,第二輸出波導(dǎo)組^b)與第二連接波導(dǎo)(3b)連接在第一平板波導(dǎo)(4a)的同一端；第一平板波導(dǎo)(4a)與第二平板波導(dǎo)(4b)的另一端之間連接有一組陣列波導(dǎo)(5);光信號(hào)從輸入波導(dǎo)(I)輸入或者從第一輸出波導(dǎo)組(6a)和第二輸出波導(dǎo)組(6b)輸入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器，其特征在于:作為波分解復(fù)用器，所述的輸入波導(dǎo)(I)為輸入端，第一輸出波導(dǎo)組^a)和第二輸出波導(dǎo)組(6b)為輸出端；作為波分復(fù)用器，第一輸出波導(dǎo)組(6a)和第二輸出波導(dǎo)組(6b)為輸入端，所述的輸入波導(dǎo)(I)為輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器，其特征在于:作為波分解復(fù)用器，所述的光學(xué)梳狀濾波器(2)將入射到輸入波導(dǎo)(I)的中心波長(zhǎng)為λ”入2、λ3、λ4、…、λη、…、λ 2Ν的一組光信號(hào)分成中心波長(zhǎng)為入^入”…、λ 2N_i的奇數(shù)組光信號(hào)和中心波長(zhǎng)為λ2、λ4、…、λ 2Ν的偶數(shù)組光信號(hào)的兩個(gè)通道；奇數(shù)組光信號(hào)依次經(jīng)第一連接波導(dǎo)(3a)、第一平板波導(dǎo)(4a)、陣列波導(dǎo)(5)、第二平板波導(dǎo)(4b)后從第二輸出波導(dǎo)組(6b)中各輸出波導(dǎo)的輸出端依次輸出；偶數(shù)組光信號(hào)依次經(jīng)第二連接波導(dǎo)(3b)、第二平板波導(dǎo)(4b)、陣列波導(dǎo)(5)、第一平板波導(dǎo)(4a)后從第一輸出波導(dǎo)組(6a)中各輸出波導(dǎo)的輸出端依次輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器，其特征在于:所述的奇數(shù)組光信號(hào)的波長(zhǎng)間隔與偶數(shù)組光信號(hào)的波長(zhǎng)間隔相同，均為從輸入波導(dǎo)(I)輸入的該組光信號(hào)的波長(zhǎng)間隔的兩倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器，其特征在于:所述光學(xué)梳狀濾波器(2)為馬赫-澤德干涉儀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器，其特征在于:所述光學(xué)梳狀濾波器(2)為微環(huán)濾波器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器，其特征在于:所述的陣列波導(dǎo)(5)任意相鄰的兩個(gè)波導(dǎo)長(zhǎng)度差相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器，其特征在于:所述第一輸出波導(dǎo)組^a)的輸入端位置X()(I)由下式?jīng)Q定: t ΔΔ —/Ηλ)—γ(ι?ι
nsdg 式中ng為陣列波導(dǎo)基模有效折射率、ns為第一平板波導(dǎo)/第二平板波導(dǎo)基模有效折射率，dg為陣列波導(dǎo)輸入端、輸出端處的相鄰陣列波導(dǎo)間距，Lfpe為第一平板波導(dǎo)、第二平板波導(dǎo)的長(zhǎng)度，Xi(II)為第二連接波導(dǎo)(3b)輸入波導(dǎo)輸出端的位置，m為干涉級(jí)次，λ為工作波長(zhǎng)，λ = λ2、λ4、…、X2N;AL為陣列波導(dǎo)(5)中相鄰波導(dǎo)的長(zhǎng)度差。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道密集型波分復(fù)用-解復(fù)用器，其特征在于:所述第二輸出波導(dǎo)組^b)的輸入端位置Χ()(π)由下式?jīng)Q定:
I =乙Η>κ (η AL — ιηλ)- xm
η,d, V ^ , Kl) 式中，ng為陣列波導(dǎo)基模有效折射率、ns為第一平板波導(dǎo)/第二平板波導(dǎo)基模有效折射率，dg為陣列波導(dǎo)輸入端、輸出端處的相鄰陣列波導(dǎo)間距，Lfpe為第一平板波導(dǎo)、第二平板波導(dǎo)的長(zhǎng)度，xi(I)為第一連接波導(dǎo)(3a)輸出端的位置，m為干涉級(jí)次，λ為工作波長(zhǎng)，λ =λ 1、λ 3、…、λ n ; Δ L為陣列波導(dǎo)(5)中相鄰波導(dǎo)的長(zhǎng)度差。
【文檔編號(hào)】G02B6/293GK104317001SQ201410558102
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】戴道鋅, 陳思濤, 何賽靈 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)