[發明專利]光合波分波器

有效

• 申請號: 201380047618.7
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN104620147B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 小熊學;小川育生;土居芳行;伊東雅之;高橋浩
• 申請（專利權）人: 日本電信電話株式會社
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司11291
• 代理人: 黃志華,金丹

技術領域

本發明涉及一種作為進行光通信的小型光收發器的濾光器而起作用的光合波分波器。進一步詳細而言，涉及一種在數據中心內及數據中心間的連接所需的光通信裝置中使用的光合波分波器。

背景技術

互聯網的發展、尤其是從向云的期待到以太網系的通信容量擴大成為了緊迫的話題。作為下一代的高速40G/100G以太網(注冊商標)標準，2010年發布了IEEE802.3ba(非專利文獻1)，并進行討論。尤其是在傳輸距離上從數十米到數十公里這樣的范圍相當于數據中心內及數據中心間的連接中所需要的距離，由于潛在需求的大小而受到關注。在該標準中從超過數十米的范圍內電信號的衰減較大的問題考慮推薦使用光通信，并鑒于經濟性，推薦使用能夠回避大量使用高速的LSI(Large Scale Integration：大規模集成電路)的多波道傳輸方式。尤其是在數百米以上的傳輸距離使用中，推薦使用1.3μm頻帶的LAN-WDM(Local Area Network Wavelength Division Multiplexing：局域網-密集波分復用)或者CWDM(Couse Wavelength Division Multiplexing：粗波分復用)這樣的波長配置中的四波的波長多重方式。

光收發器負責在離物理介質最近的地點實現這些傳輸方式。光收發器一般由負責光信號和電信號的輸入輸出的連接器部、負責光電轉換的TOSA(Transmitter Optical Sub-Assembly：光發射次模塊)及ROSA(Receiver Optical Sub-Assembly：光接收次模塊)、進一步進行各部的控制和監視的電路、以及根據需要進行信號轉換的電路構成。并且，在這些傳輸方式中使用的ROSA中安裝有對被分為1.3μm頻帶的四波的多波道的信號進行分波的濾光器、四個PD(Photo diode：光電二極管)，并且靠近PD安裝有TIA(Trans-impedance Amplifier：轉阻放大器)等。例如，存在將安裝了較小的四片TFF(Thin Film Filter：薄膜濾光片)和全反射鏡的光學模塊作為4ch分波濾光器使用而作成的ROSA的報告(參照非專利文獻2)。在該文獻中報告的ROSA竭盡TFF的小片和安裝技術的精粹的結果，實現了極為小型的模塊尺寸。但是使用了多個TFF的光模塊的制造如果越想推進多通道化、小型化則其制造越難，小型化和低價格化之間的諧調并不容易。

另一方面，作為由石英系PLC(Planar lightwave Circuits：平面光波導)制作的多通道濾光器的陣列波導格子型濾光器(AWG：Arrayed Waveguide Grating：陣列波導光柵)不僅是波長分波特性好而且批量生產性、可靠性好，因此，在電信系的傳輸裝置中廣泛地使用。另外，尤其是在通道數較多的情況下、要求小型化的情況下，與排列使用TFF的濾光器相比，從制造工序數較少、并且所需的機械精度(TFF設置精度和波導曝光精度)的公差較大的方面考慮，存在經濟性、批量生產性較好的特征。

但是，AWG中曾經也存在過問題。在AWG的開發當初，存在過如果設計數十納米以上的通道間隔的AWG則芯片尺寸變成大型這樣的問題。但是，通過使用陣列波導配置的方法大大地緩解了限制，因此，現在變得能夠很容易地實現通道間隔為100nm以上的AWG(參照專利文獻1、2)。

關于AWG的設計方法，首先使用圖1對第一以往例進行說明。圖1表示以往的陣列波導格子型濾光器的概略。如圖1所示，陣列波導格子型濾光器由片狀波導1和2、陣列波導組3、輸入波導4及輸出波導5構成。在這里，為了使陣列波導格子型濾光器適當地動作，需要滿足如下條件，在連結片狀波導1、2的波導組中，與片狀波導1、2之間的連接點存在于從片狀波導1、2的輸入輸出波導側的焦點以放射狀放出來的直線的延長線上，并且，互相鄰接的所有的波導的長度僅相差某一恒定量(d₀)，且長度單調增加或者減少。

在圖1所示的陣列波導格子型濾波器中，陣列波導組3依次連接直線波導3a、圓弧波導3c、直線波導3b的各波導。在這里，在第一以往例中圓弧波導3c的圓弧的凸方向僅設為一個方向、在圖1的情況下僅設為上方向，因此，對于陣列波導組3的下方的波導，上方的波導變長。但是，如果適當地選擇直線波導3a和直線波導3b的長度、圓弧波導3c的半徑，則能夠以使鄰接的所有波導的長度僅相差某一恒定量(d₀)的方式來配置陣列波導組3。