一種降低陣列波導(dǎo)光柵非線性溫度效應(yīng)的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于波分復(fù)用/解復(fù)用系統(tǒng)中的陣列波導(dǎo)光柵及降低其非線性 溫度效應(yīng)的裝置，本發(fā)明屬于光通信領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在光通信系統(tǒng)中，陣列波導(dǎo)光柵（ArrayedWaveguideGratings，簡稱AWG)是密集 波分復(fù)用系統(tǒng)的關(guān)鍵光器件。AWG可以輕松實現(xiàn)多路光信號的復(fù)用和解復(fù)用，是增加光通信 系統(tǒng)容量的重要器件。AWG是基于平面光波導(dǎo)的光器件，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)組成，其中相鄰陣列波導(dǎo)具有固定的長度差。當(dāng)多個不同波長 的光信號從同一個輸入端口進入AWG，經(jīng)過輸入平板波導(dǎo)后，通過衍射把光功率分配到陣列 波導(dǎo)中的每一個端口，陣列波導(dǎo)的長度差會產(chǎn)生不同的傳輸相位延遲，在輸出平板波導(dǎo)中 相干疊加，使不同波長的光輸出到不同的輸出端口，從而起到解復(fù)用的功效。反之，當(dāng)多個 光信號從不同的輸出端口進入AWG，在輸入端口可以實現(xiàn)復(fù)用的功效。
[0003] 密集波分復(fù)用系統(tǒng)對復(fù)用/解復(fù)用器件的中心波長穩(wěn)定性要求較高，需要控制在 通道間隔的一定比例范圍以內(nèi)，例如在IOOGHz間隔的波分復(fù)用系統(tǒng)中，中心波長精度往往 需要控制在通道間隔的+/-(5%-10%)以內(nèi)，即+/-(40-80)pm。對于更密集的波分復(fù)用系 統(tǒng)，如50G和25G系統(tǒng)，中心波長精度的要求更高，分別要達到+/-40pm和+/-20pm，甚至更 尚。具體可以參考下表：
【主權(quán)項】
1. 一種降低陣列波導(dǎo)光柵非線性溫度效應(yīng)的裝置，包含用于陣列波導(dǎo)光柵芯片的集成 光路底座、驅(qū)動器，其特征在于：集成光路底座包括第一區(qū)域、第二區(qū)域和連接所述第一區(qū) 域和第二區(qū)域的鉸鏈，所述鉸鏈?zhǔn)沟盟龅谝粎^(qū)域和第二區(qū)域之間能夠發(fā)生相對轉(zhuǎn)動和/ 或平移； 所述集成光路底座上方固定設(shè)置所述陣列波導(dǎo)光柵芯片，陣列波導(dǎo)光柵芯片分割為兩 部分，分別固定于集成光路底座的第一區(qū)域和第二區(qū)域； 所述驅(qū)動器由兩個或兩個以上的驅(qū)動桿組合而成，所述驅(qū)動桿的熱膨脹系數(shù)不同于集 成光路底座的熱膨脹系數(shù)，其中：所述第一區(qū)域和第二區(qū)域在不同的溫度區(qū)間主要受不同 的驅(qū)動桿的驅(qū)動來發(fā)生所述的相對轉(zhuǎn)動和/或平移，從而使得第一區(qū)域和第二區(qū)域會隨溫 度變化產(chǎn)生非線性位移，從而帶動陣列波導(dǎo)光柵芯片的兩個分割部分發(fā)生相對移動，在不 同的溫度區(qū)間內(nèi)對其中心波長漂移量進行準(zhǔn)確補償。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低陣列波導(dǎo)光柵非線性溫度效應(yīng)的裝置，其特征在 于：所述驅(qū)動桿中至少一個驅(qū)動桿的中間或者該驅(qū)動桿與所述集成光路底座的第一區(qū)域或 第二區(qū)域之間采用無縫隙固定設(shè)置，所述驅(qū)動桿中至少一個驅(qū)動桿的中間或者該驅(qū)動桿與 所述集成光路底座的第一區(qū)域或第二區(qū)域之間具有縫隙，該縫隙通過在不同的溫度區(qū)域內(nèi) 由驅(qū)動桿的熱脹冷縮引起開啟或閉合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種降低陣列波導(dǎo)光柵非線性溫度效應(yīng)的裝置，其特征在 于：所述驅(qū)動桿中包括過補償結(jié)構(gòu)或者欠補償結(jié)構(gòu)或者過補償、欠補償組合結(jié)構(gòu)，其中：所 述驅(qū)動桿設(shè)置縫隙的驅(qū)動桿一側(cè)固定于底座設(shè)置的凹槽里形成過補償結(jié)構(gòu)，所述設(shè)置縫隙 的驅(qū)動桿一側(cè)固定于設(shè)置的凸臺上形成欠補償結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種降低陣列波導(dǎo)光柵非線性溫度效應(yīng)的裝置，其特征在 于：所述不同驅(qū)動桿具有不同的有效長度和/或杠桿系數(shù)和/或熱膨脹系數(shù)，使得不同驅(qū)動 桿的有效長度、杠桿系數(shù)、熱膨脹系數(shù)之積也不相同。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種降低陣列波導(dǎo)光柵非線性溫度效應(yīng)的裝 置，其特征在于：所述驅(qū)動器的熱膨脹系數(shù)與集成光路底座的熱膨脹系數(shù)相差等于或者大 于 50%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種降低陣列波導(dǎo)光柵非線性溫度效應(yīng)的裝置，其特征在 于：所述陣列波導(dǎo)光柵芯片分割的兩個部分之間的縫隙位于陣列波導(dǎo)光柵的輸入平板波導(dǎo) 或陣列波導(dǎo)或輸出平板波導(dǎo)的任意位置，并且所述縫隙設(shè)置于所述集成光路底座上的鉸鏈 位置處，所述縫隙為Ium~50um〇
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種降低陣列波導(dǎo)光柵非線性溫度效應(yīng)的裝置，其特征在 于：所述陣列波導(dǎo)光柵芯片的縫隙內(nèi)填充有折射率匹配材料，該材料的折射率與陣列波導(dǎo) 光柵被分割區(qū)域的波導(dǎo)材料的折射率相同或接近。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種降低陣列波導(dǎo)光柵非線性溫度效應(yīng)的裝 置，其特征在于：所述驅(qū)動器由第一驅(qū)動桿（301)、第二驅(qū)動桿（302)、第四驅(qū)動桿（304)組 成，第一驅(qū)動桿（301)、第二驅(qū)動桿（302)、第四驅(qū)動桿（304)與集成光路底座的第一區(qū)域和 第二區(qū)域固定相連，所述第二驅(qū)動桿（302)、第四驅(qū)動桿（304)的中間或者所述第二驅(qū)動桿 (302)、第四驅(qū)動桿（304)與所述集成光路底座的第一區(qū)域或第二區(qū)域之間設(shè)置縫隙；第二 驅(qū)動桿（302) -側(cè)固定于底座（203)設(shè)置的凹槽里形成過補償結(jié)構(gòu)；第四驅(qū)動桿（304) - 側(cè)固定于底座（203)設(shè)置的凸臺上形成欠補償結(jié)構(gòu)；以上驅(qū)動桿的熱膨脹系數(shù)、有效長度、 杠桿系數(shù)滿足如下條件：卜％ % Μ? % % > V% ?，其中：U、S1、Ic1為第一驅(qū)動 桿（301)的有效長度、熱膨脹系數(shù)、與底座的杠桿系數(shù)，L 2、δ2、k2為第二驅(qū)動桿（302)的有 效長度、熱膨脹系數(shù)、與底座的杠桿系數(shù)，L4、34、k4為第四驅(qū)動桿（304)的有效長度、熱膨 脹系數(shù)、與底座的杠桿系數(shù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種降低陣列波導(dǎo)光柵非線性溫度效應(yīng)的 裝置，其特征在于：所述驅(qū)動器由第一驅(qū)動桿（301)、第二驅(qū)動桿（302)組成，第一驅(qū)動桿 (301)、第二驅(qū)動桿（302)與集成光路底座的第一區(qū)域和第二區(qū)域固定相連，所述第二驅(qū)動 桿（302)的中間或者所述第二驅(qū)動桿（302)與所述集成光路底座的第一區(qū)域或第二區(qū)域 之間設(shè)置縫隙；第二驅(qū)動桿（302) -側(cè)固定于底座（203)設(shè)置的凹槽里形成過補償結(jié)構(gòu)； 以上驅(qū)動桿的熱膨脹系數(shù)、有效長度、杠桿系數(shù)滿足如下條件：h 之〉A(chǔ) =iiLl ，其 中：Lp &、Ii1為第一驅(qū)動桿（301)的有效長度、熱膨脹系數(shù)、與底座的杠桿系數(shù)，L 2、S2、k2 為第二驅(qū)動桿（302)的有效長度、熱膨脹系數(shù)、與底座的杠桿系數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種降低陣列波導(dǎo)光柵非線性溫度效應(yīng)的 裝置，其特征在于：所述驅(qū)動器由第一驅(qū)動桿（301)、第四驅(qū)動桿（304)組成，第一驅(qū)動桿 (301)、第四驅(qū)動桿（304)與集成光路底座的第一區(qū)域和第二區(qū)域固定相連，所述第四驅(qū)動 桿（304)的中間或者所述第四驅(qū)動桿（304)與所述集成光路底座的第一區(qū)域或第二區(qū)域之 間設(shè)置縫隙；第四驅(qū)動桿（304) -側(cè)固定于底座（203)設(shè)置的凸臺上形成欠補償結(jié)構(gòu)；以 上驅(qū)動桿的熱膨脹系數(shù)、有效長度、杠桿系數(shù)滿足如下條件：A t ，其 中：L1Jm Ic1為第一驅(qū)動桿（301)的有效長度、熱膨脹系數(shù)、與底座的杠桿系數(shù)，L 4、O4、k4 為第四驅(qū)動桿（304)的有效長度、熱膨脹系數(shù)、與底座的杠桿系數(shù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種降低陣列波導(dǎo)光柵非線性溫度效應(yīng) 的裝置，其特征在于：所述驅(qū)動器由第一驅(qū)動桿（301)、第二驅(qū)動桿（302)、第三驅(qū)動桿 (303)、第四驅(qū)動桿（304)、第五驅(qū)動桿（305)組成，所述第一驅(qū)動桿（301)與集成光路底 座的第一區(qū)域和第二區(qū)域固定相連，所述第二驅(qū)動桿（302)、第三驅(qū)動桿（303)、第四驅(qū) 動桿（304)、第五驅(qū)動桿（305)的中間或者所述第二驅(qū)動桿（302)、第三驅(qū)動桿（303)、 第四驅(qū)動桿（304)、第五驅(qū)動桿（305)與所述集成光路底座的第一區(qū)域或第二區(qū)域之 間設(shè)置縫隙；第二驅(qū)動桿（302)、第三驅(qū)動桿（303) -側(cè)固定于底座（203)設(shè)置的凹槽 里形成過補償結(jié)構(gòu)；第四驅(qū)動桿（304)、第五驅(qū)動桿（305) -側(cè)固定于底座（203)設(shè)置 的凸臺上形成欠補償結(jié)構(gòu)；以上驅(qū)動桿的熱膨脹系數(shù)、有效長度、杠桿系數(shù)滿足如下條 件：心 I4 *54 > ，其中 Li, δ, ( 5 > f > 1 )分別為所述第i個驅(qū)動桿的與底座的杠桿系數(shù)、有效長度和熱膨脹系數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種降低陣列波導(dǎo)光柵非線性溫度效應(yīng)的裝置，包含用于陣列波導(dǎo)光柵芯片的集成光路底座、驅(qū)動器，集成光路底座包括第一區(qū)域、第二區(qū)域和連接所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的鉸鏈，所述鉸鏈?zhǔn)沟盟龅谝粎^(qū)域和第二區(qū)域之間能夠發(fā)生相對轉(zhuǎn)動和/或平移；所述驅(qū)動器由兩個或兩個以上的驅(qū)動桿組合而成，所述驅(qū)動桿的熱膨脹系數(shù)不同于集成光路底座的熱膨脹系數(shù)，其中：所述第一區(qū)域和第二區(qū)域在不同的溫度區(qū)間主要受不同的驅(qū)動桿的驅(qū)動來發(fā)生所述的相對轉(zhuǎn)動和/或平移，從而使得第一區(qū)域和第二區(qū)域會隨溫度變化產(chǎn)生非線性位移，從而帶動陣列波導(dǎo)光柵芯片的兩個分割部分發(fā)生相對移動，在不同的溫度區(qū)間內(nèi)對其中心波長漂移量進行準(zhǔn)確補償。
【IPC分類】G02B6-34
【公開號】CN104765103
【申請?zhí)枴緾N201510216683
【發(fā)明人】胡家艷, 李長安, 凌九紅
【申請人】武漢光迅科技股份有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月29日