[發明專利]光學元件的熱控制

有效

• 申請號: 200580052565.3
• 申請日: 2005-12-29
• 公開（公告）號: CN101375189A
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發明（設計）人: M·嚴;A·J·蒂克納;C·霍;H·徐;J·韋弗;T·S·塔爾特;J·拉姆
• 申請（專利權）人: 尼奧弗托尼克斯公司
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12;G02B6/34;G02B6/26;G02B6/42;G02B6/28
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉春成

技術領域

概括而言，本發明涉及光纖通信，更具體地說，本發明涉及光波導濾光器和其它溫度敏感的集成光學器件的調整和溫度穩定性。

背景技術

現在光導纖維技術已經用于電訊數十年了。在高帶寬應用中，光導纖維實際上已經取代了老式銅線。這種轉變的理由有很多。光導纖維與銅線相比的優點包括寬的帶寬、低信號衰減、輕的重量、對電磁干擾的不敏感性、沒有電火花、串擾的有效消除、物理撓性、小尺寸、和低成本。

在光網絡中，被轉換的電信號調制光，一般紅外型的(infraredvariety)具有1.3或1.5μm帶的波長。調制的光在光導纖維上傳輸、接收、和解調，以恢復原始電信號的拷貝。

大量的光導纖維網絡是要用于數據的商業傳輸。因此，網絡操作員以低成本、高可靠性、高保真、高效率、和高安全性追求寬的帶寬容量。單光纖的傳輸帶寬非常高。在單波長信道上以10Gbit/s(OC-192)和40Gbits/s(OC-768)傳輸數據的節約成本的系統目前可買到。但是光纖理論上可以實現的總產量遠遠較高，幾十太赫。密集波分復用(DWDM)系統已經發展到使用更多的該可獲得的光譜。在這種系統中，同時使用許多不同的波長信道，以在相同的光纖上傳輸攜帶數據信號。已經開發了使用高達160種不同波長的系統，每個波長攜帶差不多10Gbit/s并且在單光纖中提供1.6Tbit/s的總容量。對于需要更小容量的光纖連接，以相似的方式使用以更寬間隔波長具有更少信道的更不密集結構，這種結構稱為粗波分復用(CWDM)。DWDM和CWDM將統稱為波分復用或WDM。

在WDM光網絡中，在傳輸時需要多路復用(結合)多個獨立的波長，在接收時需要將那些波長多路分解(分離)成單獨的信道。多路復用和多路分解功能通過濾光器、波導干涉儀來進行，濾光器典型的是薄膜干擾濾光器，波導干涉儀諸如是陣列波導光柵(AWG)或纖維布拉格光柵。光網絡的節點一般提供兩種功能，在一個或多個入站的(inbound)光纖上提取一些或所有單個的波長信道，和將具有來自本地信號源的新波長攜帶數據的那些波長的一些重組到一根或多根輸出(outbound)光纖。實現這些和其它功能的光纖遍及WDM光網絡充足地分布。

主要的成本與從光表示到電表示、或從電表示到光表示的轉換數據有關。因此，通常優選連接到或來自節點局部交通(local?traffic)的數據透徹地(transparently)通過節點，即，沒有轉換或非線性處理。因為透徹性，特定的光信號在其通過網絡的路徑中可以通過幾根光纖。為了避免信號保真度過度地下降，光纖帶形和相位響應的精度和穩定性在分布網絡中需要比直接連接更嚴格地控制。

AWG由整體的面波導制造并且準確達到(scale?elegantly?to)較高的信道數。盡管它們是最新開發的常用濾光器結構，由于其高性能和成本效率，AWG開始主宰支配八個或更多光信道被多路復用或多路分離的應用。圖1圖示了典型的陣列波導光柵10，其具有輸入波導12、一個或多個輸出波導14、并排排列的波導的相位陣列16、和一對聚焦平板區域18和19。聚焦平板區域18將來自輸入波導12的光耦合到相位陣列波導16的近端，而聚焦平板區域19將在相位陣列波導16的遠端形成的光耦合到輸出波導14。相位陣列波導16具有不同的長度，在相鄰波導之間具有恒定的光程長度差ΔL_op。

當單色光照射輸入波導12時，平板18將光能量傳播到波導16a—16n的近端。因為波導16a—16n的不同光程長度，在波導16a—16n的遠端形成的光根據光傳播的特定波導具有不同的相位。在形成的光被聚焦平板區域19結合后，根據光的波長，不同相位在一些點結構性地干涉。如果該點與輸出波導14之一重合，光被耦合到該光波導中。改變單色光的波長改變結構干涉點，該點從一個輸出波導(例如，14a)移到另一波導(例如，14b)。