[實用新型]一種信道損耗均勻的波導光柵器件

有效

• 申請號: 201220558264.5
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN202904056U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 何建軍;晉雯;鄒俊;夏翔;郎婷婷
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12;G02B6/124
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本實用新型涉及集成陣列波導光柵器件，具體涉及一種信道損耗均勻的波導光柵器件。?

背景技術

集成光波導光柵波分復用器件主要有陣列波導光柵(arrayed?waveguide?grating，簡稱AWG)和蝕刻衍射光柵(etched?diffraction?grating，簡稱EDG)。其中陣列波導光柵由于其結構緊湊、易于集成、性能優良、可靠性較高等優點，是光通信系統中實現波分復用功能的核心器件之一。一個N×N的AWG可以在其每個輸出信道上同時傳輸N個不同的光頻，大大提高了光傳輸系統的傳輸量，因此它也是實現光分差復用器和一個N×N光路由系統的核心組成部件。然而，由于普通的AWG在一個自由光譜范圍(Free?Spectral?Region,?簡稱FSR)內其中心信道和邊緣信道的插入損耗之差為3dB，而在通信中通常要求輸出信道間的插入損耗非均勻性至少小于1dB,這就大大降低了AWG實際可用的信道數和其循環特性的使用，因此，提高AWG的輸出通道在一個FSR內信道插入損耗的均勻性是十分重要的。?

目前，已報導的提高AWG輸出信道均勻性的技術主要有：改善陣列波導和輸出平板波導區交界面上的模場分布法和雙衍射級次合成法等。J.C.Chen等人(J.C.Chen,?et?al,?Waveguide?grating?routers?with?greater?channel?uniformity,?Electron.?Lett,?vol.33,?no.23,?pp.1951-1952,?1997)?通過在陣列波導的入口和出口增加一段輔助波導來改變陣列波導和輸出平板波導交界面上的模場分布，從而提高了各輸出信道的插入損耗均勻性，同時也增加了可使用的輸出信道數。K.?TaKiguchi等人(K.?Takiguchi,?et?al,?Arrayed-waveguide?grating?with?uniform?loss?properties?over?the?entire?range?of?wavelength?channels,?Opt.?Lett.,?vol.31,?no.4,?pp.459-461,?2006)?通過對邊緣信道收集其相鄰兩個衍射級次的能量，再利用一個多模干涉耦合器（MMI）將相應輸出波導輸出的能量耦合到一個輸出信道，從而達到提高信道均勻性的目的。Y.?SaKamaki等人(Y.?Sakamaki,?et?al,?Loss?uniformity?improvement?of?arrayed-waveguide?grating?with?mode-field?converters?designed?by?wavefront?matching?method,Journal?of?Lightwave?Technology，vol.?no.,?pp.?year)利用波前匹配法在陣列波導的輸出端引入一系列模斑轉換器以改變單根陣列波導在輸出成像面上的遠場分布，進而達到提高各輸出信道插入損耗均勻性的目的。國家發明專利(ZL200510126242.6)“采用損耗微調波導實現陣列波導光柵通道均勻性的方法”是通過在陣列波導光柵的輸出波導的末端加入損耗微調波導，從而實現陣列波導光柵的輸出信道插入損耗均勻。?

然而，以上提高陣列波導光柵各輸出信道插入損耗均勻性的技術都是以需要增加額外的器件或者增加設計難度為代價，這樣不僅增加了器件制作工藝的難度，還降低了器件的其它性能。?

發明內容

針對背景技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種信道損耗均勻的波導光柵器件，解決了傳統陣列波導光柵和蝕刻衍射光柵的各輸出信道在一個自由光譜范圍內插入損耗最大值與最小值之間具有3dB差異的問題。?

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：?

一種信道損耗均勻的波導光柵器件，它包括至少一條輸入波導、輸入平板波導區、光柵單元陣列、輸出平板波導區和輸出波導陣列，從輸入波導進入的入射光在輸入平板波導區)發散后被光柵單元陣列中的每個單元所接收，經其透射或反射后通過輸出平板波導區射向輸出波導陣列；其特征在于：所述光柵單元陣列中的每個單元的中心出射光，按一定的角度分布函數變化，經輸出平板波導區的傳輸后，指向偏離輸出波導陣列的中心，以此分散光柵單元陣列中各單元輸出的光峰值能量在輸出波導陣列上的分布，從而達到提高各輸出信道插入損耗非均勻性的要求。

所述的光柵單元陣列由一系列長度等差級數遞增的波導陣列組成。?