[發(fā)明專利]用于相位陣列的光柵波導(dǎo)結(jié)構(gòu)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00815044.3
• 申請(qǐng)日: 2000-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN1384925A
• 公開（公告）日: 2002-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·豐德爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號(hào): G02B6/28
• 分類號(hào): G02B6/28
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 錢慰民

??????????????????????????發(fā)明背景

1.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及波分復(fù)用系統(tǒng)，尤其涉及到用于相位陣列的一種改良的光柵結(jié)構(gòu)。

2.技術(shù)背景

幾個(gè)信道沿著單一路徑的同時(shí)傳輸稱為波分復(fù)用。由于它對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和成本均有影響，所以這個(gè)技術(shù)在基于光纖的系統(tǒng)中是重要的。這個(gè)技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是可通過增加每根光纖攜帶的信道數(shù)來(lái)增加系統(tǒng)容量的能力。由于增加容量的能力，可使現(xiàn)有的系統(tǒng)提高等級(jí)而不致被取代。

在波分復(fù)用系統(tǒng)中，每個(gè)信道在不同的波長(zhǎng)下工作。各波長(zhǎng)由多路復(fù)用器合并到單一路徑中，并由去復(fù)用器予以分開。多路復(fù)用器和去復(fù)用器通常采用諸如衍射光柵、三棱鏡或全息照相等色散元件的形式。當(dāng)采用光柵時(shí)，多路分離靠通過光柵傳輸多路復(fù)用信號(hào)加以完成，該光柵把各波長(zhǎng)彼此分開并對(duì)每個(gè)波長(zhǎng)以稍為不同的方向進(jìn)行衍射。多路復(fù)用則依靠反方向利用相同的器件來(lái)完成。

由于波分復(fù)用技術(shù)已經(jīng)展開，因而增加了對(duì)諸如增益平坦濾波器、可變衰減器和添一卸多路復(fù)用器等更為復(fù)雜的光子元件的需要。封裝這樣一種元件的有效方法是，采用平面光子器件。之所以選擇平面光子器件是因其在普通晶圓片上實(shí)現(xiàn)多個(gè)光學(xué)功能的能力。另外，為在非常密集的封裝中建立光網(wǎng)絡(luò)所需的傳遞多種功能(例如換向、衰減、監(jiān)控、多路復(fù)用和去復(fù)用等)的混合型封裝，可把有源器件加到晶圓片上。

當(dāng)把許多不同的元件組合到同一晶圓片上時(shí)，由每一元件所產(chǎn)生的噪聲或串?dāng)_往往干擾其它元件。這就極大地降低了整個(gè)系統(tǒng)的性能。對(duì)于通過網(wǎng)絡(luò)傳輸越來(lái)越多具有不同波長(zhǎng)信號(hào)的密集型波分復(fù)用應(yīng)用中使用的相位陣列，串?dāng)_是尤其極需加以考慮的。每個(gè)波長(zhǎng)必須準(zhǔn)確地通向準(zhǔn)確的檢波器或光纖，且必須不干擾其它的波長(zhǎng)。

對(duì)相位陣列的其它一些要求，在最近的十年中也顯著地增加了。除了具有較少的串?dāng)_之外，相位陣列必須具有較佳的插入損耗，在個(gè)較大數(shù)目信道的情況下工作，以及具有較密的光譜間距。這些技術(shù)要求已經(jīng)導(dǎo)致開發(fā)出越來(lái)越大的器件。由于串?dāng)_與相位陣列中傳輸?shù)拈L(zhǎng)度有關(guān)，所以這樣一種較大的器件對(duì)串?dāng)_就更為敏感。對(duì)于以下情況，即折射率、纖芯層或晶圓片上腐蝕的不均勻性而言，沿著每一光柵波導(dǎo)所積累的相位誤差隨著長(zhǎng)度顯著地增加。

通常用于相位陣列的光柵包括多個(gè)相鄰布置而形成陣列的波導(dǎo)。波導(dǎo)陣列包括在筆直方向上延伸的第一部分，以順時(shí)針方向彎曲的第二部分以及在直線方向上延伸的第三部分。第二順時(shí)針彎曲部分具有固定的或可變的曲率半徑，把陣列的方向引到水平。于是，這陣列在相位陣列的相對(duì)側(cè)鏡像重復(fù)。

雖然，這樣一種常規(guī)光柵結(jié)構(gòu)已經(jīng)獲得巨大成功，但在技術(shù)上尚有改良的余地。例如，光柵的第一直線部分迫使波長(zhǎng)的傳播距離比必需傳播的更長(zhǎng)，從而為串?dāng)_增加了潛在因素。因此，在波分復(fù)用系統(tǒng)中，希望提供一種緊密型光柵結(jié)構(gòu)，它通過減少波長(zhǎng)必需傳輸?shù)木嚯x來(lái)降低串?dāng)_。

??????????????????????????發(fā)明概述

上述的和其它的目的是提供一種具有一般S形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的光柵。光柵包括多個(gè)彼此相鄰布置以形成陣列的波導(dǎo)。陣列包括以反時(shí)針方向彎曲的第一部分，以順時(shí)針方向彎曲的第二部分，以及在直線方向延伸的第三部分。各彎曲具有固定或可變的曲率半徑。各波導(dǎo)沿反時(shí)針彎曲部分的弧長(zhǎng)從一個(gè)波導(dǎo)到下一個(gè)波導(dǎo)是不等的。第一反時(shí)針彎曲處的弧長(zhǎng)接近于零。沿著反時(shí)針彎曲的不同弧長(zhǎng)使得某些波導(dǎo)比其它波導(dǎo)更長(zhǎng)。這導(dǎo)致諸波導(dǎo)完全分開。另外，光柵的總尺寸小于常規(guī)器件，導(dǎo)致串?dāng)_降低。

??????????????????????????附圖簡(jiǎn)述

為了解其中本發(fā)明所獲諸優(yōu)點(diǎn)和目的之全貌，將用參考其圖示于附圖中特殊的實(shí)施例來(lái)提供本發(fā)明更為具體的描述。應(yīng)該理解，這些附圖僅僅描繪了本發(fā)明較佳的實(shí)施例，所以不要認(rèn)為是對(duì)范圍的限制，通過使用這些附圖，將用額外的特殊性和細(xì)節(jié)來(lái)描述和說(shuō)明本發(fā)明，其中：

圖1是按照本發(fā)明，包括光柵在內(nèi)的波分復(fù)用系統(tǒng)用相位陣列的示意圖；

圖2是圖1的輸入波導(dǎo)和輸入板的較為詳細(xì)的視圖；

圖3是圖2輸入板的較為詳細(xì)的視圖；

圖4是圖1光柵的較為詳細(xì)的視圖。

圖5是圖1輸出板的輸出波導(dǎo)的較為詳細(xì)的視圖；

圖6A是圖1相鄰陣列用較佳實(shí)施例光柵的示意圖；

圖6B是圖1相位陣列用較佳實(shí)施例光柵的另一示意圖；

圖7是其中插入有尺寸參考記號(hào)之圖1的相位陣列示意圖；以及

圖8是其中插入有尺寸參考記號(hào)之圖1相位陣列輸入板和單個(gè)波導(dǎo)的示意圖。