[發(fā)明專利]一種基于光子激勵(lì)的光波導(dǎo)導(dǎo)波特性改善方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910199281.7
• 申請(qǐng)日: 2009-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101762844A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳抱雪;簡(jiǎn)平榮;周依群;周建忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海美弗信光電科技有限公司
• 主分類號(hào): G02B6/10
• 分類號(hào): G02B6/10;H04B10/12
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種改善光波導(dǎo)導(dǎo)波特性的方法，屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來(lái)，在光通信干線網(wǎng)的超高速傳輸、以及接入網(wǎng)的光纖到戶技術(shù)中，大量采用了石英光波導(dǎo)器件。在光纖網(wǎng)絡(luò)中導(dǎo)入光波導(dǎo)器件，有三個(gè)指標(biāo)需要嚴(yán)格控制，一個(gè)是光波導(dǎo)器件的插入損耗(IL)，一個(gè)是光波導(dǎo)器件的回波損耗(RL)，還有一個(gè)是光波導(dǎo)器件的偏振相關(guān)損耗(PDL)。光波導(dǎo)器件插入損耗與光通信網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)成本直接有關(guān)，越低越好；光波導(dǎo)器件回波損耗直接影響光源信號(hào)的穩(wěn)定性，越高越好；光波導(dǎo)器件偏振相關(guān)損耗與信號(hào)的誤讀率有關(guān)，越低越好。

光波導(dǎo)器件的插入損耗由三部分組成，一個(gè)是光波導(dǎo)芯片與光纖的對(duì)接耦合損耗，另一個(gè)是光波導(dǎo)芯片的原理?yè)p耗，還有一個(gè)是光波導(dǎo)芯片的附加損耗。其中光波導(dǎo)芯片與光纖的對(duì)接耦合損耗只能通過(guò)提高調(diào)芯對(duì)接技術(shù)來(lái)解決，與光波導(dǎo)制造技術(shù)無(wú)關(guān)(1.波導(dǎo)-光纖自動(dòng)對(duì)接的質(zhì)心調(diào)芯法及其所用自動(dòng)調(diào)芯裝置，專利號(hào)ZL03129249.6；2.基于遺傳算法的波導(dǎo)-光纖自動(dòng)調(diào)芯法及其裝置，專利號(hào)ZL200410018175.1)；光波導(dǎo)芯片的原理?yè)p耗是由光波導(dǎo)芯片的光學(xué)回路所依據(jù)的傳輸原理決定的，也與光波導(dǎo)制造技術(shù)無(wú)關(guān)；光波導(dǎo)芯片的附加損耗由光波導(dǎo)芯片的質(zhì)量決定，與光波導(dǎo)制造技術(shù)密切相關(guān)。

光波導(dǎo)器件的回波損耗由兩部分組成，一個(gè)是光波導(dǎo)芯片與光纖對(duì)接耦合時(shí)產(chǎn)生的菲逆耳反射，另一個(gè)是來(lái)自于光波導(dǎo)芯片自身的反向瑞利散射。其中光波導(dǎo)芯片與光纖對(duì)接耦合時(shí)產(chǎn)生的菲逆耳反射目前普遍采用斜面對(duì)接、使反射光越出光纖的數(shù)值孔徑的方法來(lái)解決；光波導(dǎo)芯片自身的反向瑞利散射損耗無(wú)法用斜面對(duì)接的方法解決，其大小與光波導(dǎo)制造技術(shù)密切相關(guān)。

光波導(dǎo)器件的偏振相關(guān)損耗主要來(lái)自于光波導(dǎo)芯片中殘余應(yīng)力導(dǎo)致的各向異性，也與光波導(dǎo)制造技術(shù)密切相關(guān)。

總之，石英光波導(dǎo)芯片自身引起的附加損耗、反向瑞利散射損耗以及偏振相關(guān)損耗是由石英光波導(dǎo)芯片的質(zhì)量決定的，取決于光波導(dǎo)制造技術(shù)的水平高低。石英光波導(dǎo)芯片一旦制造完成，上述三個(gè)特性就被確定，除了通過(guò)指標(biāo)質(zhì)檢剔除非合格品以外，目前尚沒(méi)有積極有效的補(bǔ)救辦法。國(guó)內(nèi)外行業(yè)內(nèi)考慮到目前制造技術(shù)的現(xiàn)實(shí)情況，石英光波導(dǎo)器件的合格判據(jù)在附加損耗、回波損耗以及偏振相關(guān)損耗的指標(biāo)方面分別是不大于2dB、不小于55dB和不大于0.3dB。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種進(jìn)一步提升石英光波導(dǎo)芯片的導(dǎo)波特性，從而提高石英光波導(dǎo)器件的性能和成品合格率的方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種基于光子激勵(lì)的光波導(dǎo)導(dǎo)波特性改善方法，其特征在于，由以下四個(gè)步驟按順序共同構(gòu)成：

步驟1、采用波長(zhǎng)為248nm的紫外光輻照石英光波導(dǎo)，248nm紫外光由石英光波導(dǎo)的上包層的上表面垂直入射，248nm紫外光的輻照范圍覆蓋石英光波導(dǎo)的全部上表面，248nm紫外光的輻照劑量須達(dá)到90J/cm²以上；

步驟2、切斷248nm紫外光的輻照，將石英光波導(dǎo)在室溫中放置5分鐘以上；

步驟3、采用波長(zhǎng)范圍覆蓋280nm～400nm的紫外光和波長(zhǎng)范圍覆蓋8000nm～22000nm的紅外光同時(shí)輻照石英光波導(dǎo)，波長(zhǎng)范圍覆蓋280nm～400nm的紫外光由石英光波導(dǎo)的上包層的上表面垂直入射，波長(zhǎng)范圍覆蓋280nm～400nm的紫外光的輻照范圍覆蓋所述石英光波導(dǎo)的全部上表面，波長(zhǎng)范圍覆蓋280nm～400nm紫外光的輻照劑量須達(dá)到180J/cm²以上，波長(zhǎng)范圍覆蓋8000nm～22000nm的紅外光由側(cè)面輻照所述石英光波導(dǎo)，波長(zhǎng)范圍覆蓋8000nm～22000nm的紅外光的輻照方向與所述石英光波導(dǎo)上表面法線成30度角，波長(zhǎng)范圍覆蓋8000nm～22000nm的紅外光的輻照范圍覆蓋石英光波導(dǎo)的全部上表面，波長(zhǎng)范圍覆蓋8000nm～22000nm的紅外光的輻照劑量須達(dá)到70J/cm2以上；

步驟4、同時(shí)切斷波長(zhǎng)范圍覆蓋280nm～400nm紫外光和波長(zhǎng)范圍覆蓋8000nm～22000nm的紅外光的輻照，將石英光波導(dǎo)在室溫中放置30分鐘。

本發(fā)明采用高能量光子激發(fā)石英光波導(dǎo)芯片中被分子價(jià)鍵缺陷俘獲的、處在隙內(nèi)能級(jí)上的亞穩(wěn)態(tài)電子，通過(guò)受激電子的熱輻射退激以及伴有的原子馳豫來(lái)修復(fù)石英光波導(dǎo)芯片中的分子價(jià)鍵缺陷，從微觀上改進(jìn)石英光波導(dǎo)芯片的玻璃結(jié)構(gòu)，達(dá)到改善光學(xué)導(dǎo)波性能的效果。

本發(fā)明在用現(xiàn)行光波導(dǎo)制造技術(shù)制備完成的石英光波導(dǎo)芯片上實(shí)施，是對(duì)現(xiàn)行石英光波導(dǎo)制造技術(shù)的一種后續(xù)工藝發(fā)展，其優(yōu)點(diǎn)是：可明顯改善石英光波導(dǎo)光學(xué)特性。

附圖說(shuō)明