[發(fā)明專利]基于平面光波導集成的單纖三向波分器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910301375.0
• 申請日: 2009-04-07
• 公開（公告）號: CN101526648A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發(fā)明（設計）人: 柏婧娜;韓秀友;趙明山;金婷婷;蹇錫高;王錦艷
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學
• 主分類號: G02B6/28
• 分類號: G02B6/28
• 代理公司: 大連理工大學專利中心
• 代理人: 梅洪玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光接入網(wǎng)(Optical?Access?Network，OAN)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于平面光波導集成的單纖三向波分器，特別涉及到在光接入網(wǎng)中用于實現(xiàn)光纖到戶(Fiber?To?TheHome，F(xiàn)TTH)的波分器件。

背景技術(shù)

隨著光通信技術(shù)的快速發(fā)展，用戶對于帶寬的需求也不斷提高，非對稱數(shù)字用戶線路(Asymmetric?Digital?Subscriber?Line，ADSL)接入方式的帶寬逐漸成為網(wǎng)絡應用的瓶頸，而光纖到戶(FTTH)在帶寬方面的優(yōu)勢使得它成為新一代接入網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的主流。

FTTH滿足了數(shù)據(jù)、語音、CATV等綜合業(yè)務對高帶寬的需求。根據(jù)ITU-T標準規(guī)定，在FTTH接入網(wǎng)中分別由三個波段的光波承載信號的傳輸，其中1490nm波長和1550nm波長的光作為下行信息傳輸窗口，分別承載下行的數(shù)據(jù)信號和CATV模擬信號，1310nm波長的光作為上行信息傳輸窗口，承載上行的數(shù)據(jù)信號；3個波長的帶寬要求不同，分別為20nm、10nm和100nm。單纖三向波分器的可以實現(xiàn)對上述三種波長光的復用/解復用功能。

FTTH的廣泛應用尚需進一步降低FTTH接入網(wǎng)的成本，尤其是FTTH接入網(wǎng)中相關(guān)器件的成本，因此低成本、高性能的單纖三向波分器是FTTH能否得到廣泛應用的關(guān)鍵因素之一。

目前單纖三向波分器產(chǎn)品多采用分立的光學元件實現(xiàn)上述三個波長光波的分離。這些分立的器件體積較大、制備工藝復雜，不利于器件的集成?；谄矫婕晒獠ɑ芈芳夹g(shù)可實現(xiàn)單纖三向波分器小體積、集成化和低成本。以下是目前已報道的基于平面光波回路的三類單纖三向波分器：

Han-Sung?Bae，Hyun-Shik?lee，Kyong-Hon?Kim?et?al.A?triplexer?opticaltransceiver?module?using?cascaded?directional?couplers.Proc.of?SPIE.Vol.6124，61241L，2006.中報道的基于級聯(lián)型定向耦合結(jié)構(gòu)的單纖三向波分器，采用平面光路(PLC)技術(shù)，將直波導定向耦合區(qū)以級聯(lián)集成形式實現(xiàn)波分復用功能。該器件在1310nm波長處的輸出帶寬為20nm左右(插入損耗小于-1dB)，未能達到ITU-T規(guī)定。

Jeong?Hwan?Song，Kyoung-Youm?Kim，Jaegeol?Cho.Thin?Film?Filter-EmbeddedTriplexing-Filters?Based?on?Directional?Couplers?for?FTTH?Networks.IEEEPhotonics?Technology?Letters，2005，17(8)：16681670.中報道的嵌入式薄膜濾光片與定向耦合結(jié)構(gòu)結(jié)合的單纖三向波分器帶寬未能夠滿足ITU-T規(guī)定，插入損耗也較大。

Mohamed?H.Al-Gafy，Diaa?Khalil.FTTH?triplexer?design?using?asymmetricY-junction?with?etched?branch.IEEE?Photonics?Technology?Letters，2007，19(15)：1157-1159.中報道的采用刻空氣槽方式的非對稱Y分支單纖三向波分器具有偏振相關(guān)性，只對兩種光波偏振模式中的一種具有良好的濾波特性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供基于平面光波導集成的單纖三向波分器。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的單纖三向波分器包括空氣槽、第一直波導、第二直波導、第三直波導、第四直波導、第五直波導、第六直波導、第七直波導、第八直波導、第九直波導、第十直波導、第一余弦波導、第二余弦波導、第三余弦波導、第四余弦波導和第五余弦波導。

所有波導和空氣槽處于同一平面內(nèi)，所有直波導均豎直放置。

空氣槽位于第一直波導左側(cè)，其俯視圖呈直角三角形狀。一個直角邊與第一直波導長度相等，且與第一直波導左側(cè)邊緣重合；另一直角邊位于第一直波導的上端口處；

第二直波導下端口與第一直波導下端口重合，并向右傾斜；

第三直波導，位于第二直波導上端口的正上方，其下端口與第二直波導上端口連接；

第四直波導，位于第一直波導左上方，且其下端口與第一直波導上端口在豎直方向上不相接觸；

第一余弦波導，一端與第一直波導的上端口連接，另一端與第四直波導下端口連接；

第五直波導，位于第三直波導正上方且不相連；