[發明專利]田徑場形微芯環腔光梳狀波分復用器、制造方法及封裝工藝

無效

• 申請號: 201110296455.9
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN102354027A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 黃衍堂;鮑日焰;王曉花
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G02B6/293
• 分類號: G02B6/293;G02B6/122;G02B6/138
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及光波導和其它光學元件的裝置，尤其涉及有多波長選擇的波分復用功能裝置的錐光纖田徑場形微芯環腔光梳狀波分復用器及其制造方法。

背景技術

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光梳狀波分復用器（Optical?Comb-add/drop?multiplexer，OCADM）是一種用在光纖通信中密集波分復用(DWDM)系統的光學路由器(Optical?Router)，是一種光無源器件。DWDM系統實質主要是一個光學波段的濾波器，將不同波長的信號光在頻率域和空間域分離開；或者逆向應用，實現合波功能。利用光梳狀波分復用器可以提高光纖通信密集波分復用信道數量,它可以在現有濾波器帶寬的基礎上,進一步降低信道間隔,提高系統信道密集度。如圖1所示，光梳狀波分復用器的功能是可把單組輸入密集波分復用（或光頻分復用OFDM）光信號分解成兩組光信道輸出,這兩組各自為等間隔的光信道輸出。

目前光梳狀波分復用器主要有以下幾種：全光纖馬赫-曾德爾干涉儀型(All?fiber?Mach-Zehnder?interferometer)?、麥克爾遜干涉儀(Michelson?interferometer)?加GTR?(?Gires-ToVrnois?Resonator)?型（MGTI）和利用偏振光干涉的雙折射晶體型。此外還有光纖光柵組合型、AWG梳狀波分復用器等，這些仍在研發中。其中基于雙折射晶體設計光交叉波分復用器是目前實現光梳狀復用/?解復用功能的重要途徑,它是利用晶體的雙折射和偏振光的干涉原理來實現的。目前商用化的光交叉波分復用器(?Interleaver)是基于釩酸鐿（YVO4）雙折射晶體設計的，這種商用的雙折射晶體型光梳狀波分復用器具有體積較大、結構復雜、與光纖的耦合效率低而光損耗較大（1.5--1.8dB）、成本高等缺點。MGTI型與晶體型Interleaver相比，在結構上要節省偏振分束器和偏振合束器及復雜的偏振控制裝置（MGTI屬偏振無關器件），可得到平頂的通帶，溫度補償也相對晶體型來得簡單。采用全光纖設計MZI型的優勢在于結構簡單、具有較低的偏振相關損耗和附加損耗，但它存在的主要問題是隔離度小、溫度穩定性差而很難達到實際應用。

隨著通信系統中信道間隔的不斷縮小，那么信號的接收和處理技術難度加大。那么光梳狀復用器串接使用可降低該難度。比如從50GHz的信道間隔，經過一級光梳狀復用器變為100GHz，再經過二級復用器變為200GHz的過程。但是串接數目太多，插入損耗增大，不利于應用。目前已提出錐光纖田徑場形微芯環腔光梳狀波分復用器，是種可光電集成、損耗較小、可工業化生產的一種復用器。該微芯環腔對波長選擇性好，品質因子高，帶寬過窄，不能滿足通信系統中3dB帶寬的要求。

發明內容

本發明的目的在于克服目前光梳狀波分復用器的缺點，提供一種耦合效率較高、光插入損耗小、耦合功率大、可集成、性能良好的一種復用器，并提供其制造方法。

本發明采用如下手段實現：一種錐光纖田徑場形微芯環腔光梳狀波分復用器，其特征在于，它包括光纖(1)、田徑場形微芯環腔（2），田徑場形微芯環腔（2）垂直直邊處的中截面（21）的直邊處小半圓環（21）直徑大于錐光纖錐腰處（11）的直徑，光纖（1）與腔（2）間隔布置，相鄰兩條光纖的錐腰（11）與田徑場形微芯環腔（2）的直邊處小圓環（22）相切。

優選的，所述復用器還包括一個承載硅片（4），在承載硅片（4）上制有若干條平行的能容納光纖（1）的V型槽（41），兩V型槽中心間距為田徑場形微芯環腔（2）的弧邊形直徑與錐光纖的錐腰（11）直徑的和，錐光纖（1）固定于V型槽（41）中，在兩V型槽（41）之間的中部制有一個田徑場形微芯環腔（2），相鄰兩條光纖的錐腰（11）與田徑場形微芯環腔（2）的直邊處小圓環（22）相切。

優選的，承載硅片（1）的材料選用晶向為<100>的單晶硅，V型槽（41）的頂部寬度約25-30微米。

優選的，所述承載硅片（4）上刻蝕有二條平行的V型槽（41）和一個田徑場形微芯環腔（2），V型槽（41）的頂部寬度為光纖外徑的1.22倍，錐光纖的錐腰（11）與田徑場形微芯環腔（2）在同一水平面上，相鄰兩條光纖的錐腰（11）分別與田徑場形微芯環腔（2）的直邊處小圓環（22）相切。