[發明專利]多芯光纖光互聯結構

有效

• 申請號: 201310011214.4
• 申請日: 2013-01-11
• 公開（公告）號: CN103076659A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 王磊;劉文;趙建宜;陳鑫;周鵬
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42;G02B6/12
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 魏殿紳;龐炳良

1.一種多芯光纖光互聯結構，包括陣列端（1）和多芯光纖（4），陣列端（1）的端口分布入射的光通信器件陣列分布一致，呈一條直線，其特征在于：還包括光波導（2）和用于將射入的光的方向改變90°的垂直耦合器（3），垂直耦合器（3）的端口分布與多芯光纖（4）的纖芯分布一致，光波導（2）的一端與陣列端（1）相連，另一端與垂直耦合器（3）相連，多芯光纖（4）垂直于光波導（2）放置在垂直耦合器（3）的上方；從陣列端（1）入射的光信號（8）沿光波導（2）傳播至垂直耦合器（3），垂直耦合器（3）將光波導（2）中光的傳播方向改變90°，變為垂直于光波導（2）的方向，耦合進垂直于光波導（2）放置的多芯光纖（4）相對應的纖芯中；從多芯光纖（4）入射的光信號（8），經由垂直耦合器（3），傳播方向改變90°，變為沿光波導（2）方向傳播的光束，并耦合進入光波導（2），光信號（8）經由光波導（2）導引，耦合進入陣列端（1）的光電探測器陣列。?

2.如權利要求1所述的多芯光纖光互聯結構，其特征在于：所述垂直耦合器（3）為反射斜面（6），從陣列端（1）入射的光信號（8）沿光波導（2）傳播到反射斜面（6），經過反射斜面（6）的全反射，變為沿垂直于光波導（2）的方向傳播的光，進入垂直于光波導（2）放置的多芯光纖（4）相對應的纖芯中。

3.如權利要求2所述的多芯光纖光互聯結構，其特征在于：所述反射斜面（6）的傾斜角為40~60度。

4.如權利要求2所述的多芯光纖光互聯結構，其特征在于：所述反射斜面（6）采用聚焦離子束刻蝕、灰度掩膜或壓印工藝制成。

5.如權利要求2所述的多芯光纖光互聯結構，其特征在于：所述垂直耦合器（3）的出射端口的長度≤多芯光纖（4）的纖芯直徑，寬度≤多芯光纖（4）的纖芯直徑，具體尺寸根據實際應用時的器件損耗要求設計：器件損耗包括光波導（2）的傳輸損耗和垂直耦合器（3）與多芯光纖（4）纖芯之間的耦合損耗，通過波束傳播法計算光波導（2）的傳輸損耗，通過計算模場的重疊因子，得到垂直耦合器（3）與多芯光纖（4）纖芯之間的耦合損耗。

6.如權利要求1所述的多芯光纖光互聯結構，其特征在于：所述垂直耦合器（3）為垂直耦合光柵（7），從多芯光纖（4）入射的光信號（8），經由垂直耦合光柵（7），在垂直耦合光柵（7）的衍射作用下，變為沿光波導（2）方向傳播的光束，并耦合進入光波導（2），光信號（8）經由光波導（2）導引，耦合進入陣列端（1）的光電探測器陣列。

7.如權利要求6所述的多芯光纖光互聯結構，其特征在于：所述垂直耦合器（3）的出射端口的長度≥多芯光纖（4）的纖芯直徑，寬度≥多芯光纖（4）的纖芯直徑，具體尺寸根據實際應用時的器件損耗要求設計：器件損耗包括光波導（2）的傳輸損耗和垂直耦合器（3）與多芯光纖（4）纖芯之間的耦合損耗，通過波束傳播法計算光波導（2）的傳輸損耗，通過計算模場的重疊因子，得到垂直耦合器（3）與多芯光纖（4）纖芯之間的耦合損耗。

8.如權利要求1至7中任一項所述的多芯光纖光互聯結構，其特征在于：所述垂直耦合器（3）與多芯光纖（4）纖芯之間放置有聚焦透鏡或準直透鏡和聚焦透鏡組成的準直聚焦透鏡系統。

9.如權利要求1至7中任一項所述的多芯光纖光互聯結構，其特征在于：所述光波導（2）連接陣列端（1）的一端寬度與陣列端（1）端口寬度相等，光波導（2）的寬度沿著光波導（2）逐漸變化，光波導（2）連接垂直耦合器（3）的一端寬度與垂直耦合器（3）端口寬度相等。

10.如權利要求1至7中任一項所述的多芯光纖光互聯結構，其特征在于：所述多芯光纖光互聯結構還包括晶圓襯底（5），所述陣列端（1）、光波導（2）、垂直耦合器（3）均制作在晶圓襯底（5）上。