[實用新型]平面陣列波導光柵型密集波分復用器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200620044673.8
• 申請日: 2006-08-09
• 公開（公告）號: CN200972514Y
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發(fā)明（設計）人: 陳谷紅;管樺
• 申請（專利權）人: 陳谷紅;管樺
• 主分類號: G02B6/10
• 分類號: G02B6/10;H04J14/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型是一種平面陣列波導光柵型密集波分復用器(DWDM)，屬于集成光學技術領域。

背景技術

現(xiàn)有傳統(tǒng)的密集波分復用器主要有光學介質薄膜窄帶濾波器和光纖光柵濾波器。

光學介質薄膜窄帶濾波器的基本原理是基于傳統(tǒng)的F-P腔干涉濾波器，通常采用多腔結構(3～5腔)來實現(xiàn)平頂?shù)墓庾V響應特性和較好的品質因數(shù)，但由于在制作時，光學薄膜的層數(shù)多達上百層，給多腔光學介質薄膜窄帶濾波器的設計、制作和測試都帶來極大的難度，同時對膜層的損耗、應力、溫度穩(wěn)定性、折射率控制以及襯底材料的熱膨脹特性和后續(xù)的光學切割拋光等方面要求非常苛刻。光學介質薄膜窄帶濾波器是單通道濾波器，實際制作多通道波分復用器則需要多個中心波長不同的濾波器級聯(lián)。由于采用串行的級聯(lián)方式，每個三端口器件的反射通道的損耗為0.2dB，這樣在通道數(shù)較多時將導致波分復用/解復用器件各通道間損耗的不均衡。第一個通道損耗最小，最后一個損耗最大，如果通道數(shù)為40，則通道間損耗的不均勻性高達8dB以上。

光纖光柵濾波器相當于一個帶阻濾波器，其基本原理是：符合布拉格條件的波長發(fā)生全發(fā)射，而其它波長的光則直接通過。光纖光柵窄帶濾波器長度一般為15～20mm，光柵常數(shù)約為1μm，亦即單個光纖光柵就包含上萬個周期結構，因此它可以達到接近100％的反射率。通常采用相位掩膜和全息曝光方法制作光纖光柵，雖然光纖光柵插入損耗低、對偏振不敏感、光譜響應特性好，但其設計、工藝、封裝的難度較大，生產(chǎn)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種尺寸小、集成度高、性能穩(wěn)定的多信道平面陣列波導光柵型(AWG)密集波分復用器，它是現(xiàn)代光通訊系統(tǒng)和網(wǎng)絡必不可少的波分復用核心器件。

本實用新型的方案是設計一個采用硅基沉積二氧化硅的半導體加工技術和工藝制作的平面光波導，波導光芯沉積于硅基晶圓上，并置于折射率和厚度都不同于光芯的二氧化硅襯墊和覆蓋包層中，其襯墊和覆蓋包層的折射率略小于光芯的折射率，厚度則是光芯厚度的三到五倍；器件的平面波導光路結構特征是：具有單路和多路雙向可逆的密集型多信道輸入輸出端口，前后各有一個平板波導形成光路自由聚焦平面，中間是陣列波導，各路波導長度的設計原則是根據(jù)給定的中心波長，使臨近波導的光程差等效于密集波分復用器中心波長的整數(shù)倍；器件的封裝結構包括內(nèi)置式自動恒溫控制裝置，V型槽結構波導光纖接口，雙層光電一體化集成模塊和金屬外殼。

本實用新型與現(xiàn)有技術比較具有如下優(yōu)點：

1由于采用硅基沉積二氧化硅的半導體加工技術和工藝制作，克服了傳統(tǒng)光纖熔錐器件在生產(chǎn)工藝和器件性能上存在的穩(wěn)定性和可靠性問題，提高了器件的生產(chǎn)效率和性能。平面工藝器件適合大批量生產(chǎn)，而且體積小，重量輕，集成度高，成本低。

2光學介質薄膜窄帶濾波器技術和光纖光柵技術制作波分復用器件是串行工作，而基于平面集成陣列波導光柵技術的器件則是并行工作，尤其是信道數(shù)目較大時，在插入損耗和均勻性上優(yōu)勢明顯。隨著半導體工藝和技術的不斷成熟和進步，平面波導器件無論在功能復雜性和功能集成方面，還是在制作成本方面都遠優(yōu)于現(xiàn)有的傳統(tǒng)器件。

3由于設計采用內(nèi)置式自動恒溫控制裝置，將改善平面集成陣列波導光柵的溫度穩(wěn)定性，并實現(xiàn)多功能光電一體集成模塊器件的封裝。

附圖說明

本實用新型有如下附圖：

圖1是本實用新型平面光波導截面結構示意圖。

圖2是本實用新型平面波導光路結構示意圖。

圖3是本實用新型集成模塊封裝結構示意圖。

圖中1硅基晶圓：???半導體硅基材，作為晶圓芯片加工的襯底；

????2襯墊：???????光芯下部的襯底，折射率略小于波導光芯的二氧化硅；

????3波導光芯：???二氧化硅平面光波導，傳輸光信號；

????4覆蓋包層：???光芯上部的覆蓋層，折射率略小于波導光芯的二氧化硅；

????5單路信號端：?波分復用時作為信號輸出端，解復用時作為信號輸入端；

????6、8平板波導：作為光路自由聚焦平面；

????7陣列波導：???波導光柵陣列，相鄰波導的長度取決于臨近波導的光程差；

????9多路信號端：?波分復用時作為信號輸入端，解復用時作為信號輸出端；

10單路傳輸接口：?集成器件的單路光纖傳輸接口；

11多路傳輸接口：?集成器件的多路光纖傳輸接口；

12電路接口：?????集成器件的恒溫控制電路接口；