[實(shí)用新型]多信道可調(diào)光衰減器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200620044674.2
• 申請(qǐng)日: 2006-08-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN200968996Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳谷紅;管樺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陳谷紅;管樺
• 主分類號(hào): G02B6/10
• 分類號(hào): G02B6/10
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型是一種多信道可調(diào)光衰減器(VOA)，屬于集成光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前光衰減器已有多種類型的制造技術(shù)，大致可分為分立微光元件技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)及平面光波導(dǎo)(PLC)技術(shù)等。分立微光元件技術(shù)又可分為機(jī)械、磁光效應(yīng)、熱光效應(yīng)、電光效應(yīng)、聲光效應(yīng)等諸多型式，但分立微光元件通常體積較大，單件生產(chǎn)成本較高。而采用微機(jī)電系統(tǒng)和平面光波導(dǎo)技術(shù)制造的可調(diào)光衰減器適合光路的集成化和模塊化發(fā)展的需要，體積小、成本低、集成度高，適合大批量生產(chǎn)。微機(jī)電系統(tǒng)的可調(diào)光衰減器雖然也可以實(shí)現(xiàn)小型化和集成化，但器件存在運(yùn)動(dòng)部件，其穩(wěn)定性和可靠性不如平面光波導(dǎo)器件。

采用平面光波導(dǎo)技術(shù)制造的可調(diào)光衰減器也有利用磁光效應(yīng)、熱光效應(yīng)、電光效應(yīng)、聲光效應(yīng)等多種型式。雖然熱光效應(yīng)的可調(diào)光衰減器是目前最為普遍被采用的型式之一，控制靈活方便、性能穩(wěn)定可靠、調(diào)節(jié)精度高，但其調(diào)節(jié)深度不夠廣，制成多信道可調(diào)光衰減器時(shí)串?dāng)_較大。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種尺寸小、集成度高、性能穩(wěn)定的多信道可調(diào)光衰減器，它可用于平衡和調(diào)節(jié)光的強(qiáng)度，在光信號(hào)傳輸過(guò)程中起到調(diào)節(jié)信號(hào)強(qiáng)度和平衡多路信號(hào)幅值的作用，也可用于控制信號(hào)的通、斷，是現(xiàn)代光通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和各類光學(xué)儀器必不可少的重要器件。

本實(shí)用新型的方案是設(shè)計(jì)一個(gè)多層光電晶圓結(jié)構(gòu)，其光波導(dǎo)采用硅基沉積二氧化硅的半導(dǎo)體加工技術(shù)和工藝制作，波導(dǎo)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；加熱和導(dǎo)電的金屬薄膜層采用濺射工藝制作；防金屬氧化保護(hù)層的制作采用化學(xué)氣相沉積工藝；隔熱槽則采用深度化學(xué)蝕刻工藝制成。可調(diào)光衰減器的光電結(jié)構(gòu)特征是：由馬赫-曾德干涉儀的上、下臂支路構(gòu)成具有調(diào)節(jié)和直通功能的光路結(jié)構(gòu)；由電子控制的可調(diào)電源、高電導(dǎo)率的導(dǎo)電電路和高電阻率的加熱器組成加熱電路。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1?由于采用硅基沉積二氧化硅和金屬薄膜濺射法的多層光電晶圓半導(dǎo)體加工技術(shù)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(wèn)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?利用二氧化硅材料的熱光效應(yīng)，通過(guò)改變調(diào)節(jié)支路光波導(dǎo)的溫度，導(dǎo)致二氧化硅材料折射系數(shù)的變化來(lái)調(diào)節(jié)光信號(hào)的相位和強(qiáng)度。由于采用電子控制的可調(diào)加熱電路，控制靈活方便、性能穩(wěn)定可靠、調(diào)節(jié)精度高，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件。

3?由于采用深度蝕刻的隔熱槽設(shè)計(jì)，可隔離衰減器上、下支路之間的熱傳導(dǎo)以及多路信道之間的交叉熱傳導(dǎo)，提高了衰減器的調(diào)節(jié)深度，減小了多信道可調(diào)光衰減器的串?dāng)_。

附圖說(shuō)明

本實(shí)用新型有如下附圖：

圖1是本實(shí)用新型多層光電結(jié)構(gòu)截面示意圖。

圖2是本實(shí)用新型光電回路工作原理示意圖。

圖中1波導(dǎo)光芯：???????????二氧化硅平面光波導(dǎo)，傳輸光信號(hào)；

????2襯墊：???????????????置于光芯底部，折射率略小于波導(dǎo)光芯的二氧化硅襯墊；

????3硅基晶圓?????????????半導(dǎo)體硅基材，作為晶圓芯片加工的襯底；

????4覆蓋包層：???????????置于光芯上部，折射率略小于波導(dǎo)光芯的二氧化硅覆蓋層；

????5加熱層：?????????????作為薄膜加熱器，材料為鎢、鉻或鉑等金屬；

????6導(dǎo)電層：?????????????作為薄膜導(dǎo)電電路，材料為金、銅或鋁等金屬；

????7保護(hù)層：?????????????防金屬氧化的薄膜保護(hù)層；

????8深度蝕刻層：?????????深度化學(xué)蝕刻的隔熱槽，隔離衰減器上、下支路的熱傳導(dǎo)；

????9上臂支路：???????????馬赫-曾德干涉儀型衰減器的上臂調(diào)節(jié)波導(dǎo)支路；

????10下臂支路：??????????馬赫-曾德干涉儀型衰減器下臂直通波導(dǎo)支路；

????11加熱器：????????????金屬薄膜加熱器；

????12導(dǎo)電電路：??????????金屬薄膜導(dǎo)電電路；

????13可調(diào)電源：??????????加熱器電子控制可調(diào)電源；

14隔熱槽：????????????????隔離馬赫-曾德干涉儀上、下臂支路間的熱傳導(dǎo)；

15信號(hào)輸入端：????????????可調(diào)光衰減器的光信號(hào)輸入端；