[發明專利]一種非線性溫度補償裝置、光模塊及方法

有效

• 申請號: 201810339930.8
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108663763B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 李長安;凌九紅;全本慶
• 申請（專利權）人: 武漢光迅科技股份有限公司
• 主分類號: G02B7/00
• 分類號: G02B7/00;G02B6/12
• 代理公司: 深圳市愛迪森知識產權代理事務所(普通合伙) 44341
• 代理人: 何婷

本發明涉及光通信技術領域，提供了一種非線性溫度補償裝置、光模塊及方法，其中，所述裝置包括驅動桿和雙程形狀記憶合金彈簧，驅動桿上設置有彈性結構，雙程形狀記憶合金彈簧的兩端與驅動桿連接，且雙程形狀記憶合金彈簧與彈性結構并聯；其中，雙程形狀記憶合金彈簧采用可實現雙程形狀記憶行為的材料做成，其長度隨溫度呈非線性變化；所述光模塊采用上述非線性溫度補償裝置對AWG波長進行非線性補償。本發明根據雙程形狀記憶合金材料隨溫度變化的非線性行為，采用雙程形狀記憶合金彈簧對AWG波長隨溫度的變化進行補償，結構簡單、易于制作；而且相比線性補償，波長漂移更小，適用溫度范圍更寬。

【技術領域】

本發明涉及光通信技術領域，具體涉及一種非線性溫度補償裝置、光模塊及方法。

【背景技術】

陣列波導光柵(Arrayed Waveguide Gratings，簡寫為AWG)是基于平面光波導的光器件，由輸入波導、輸入平板波導、陣列波導、輸出平板波導和輸出波導組成，其中相鄰陣列波導具有固定的長度差。傳統的硅基AWG芯片對溫度比較敏感，一般中心波長隨溫度的漂移為0.0118nm/℃，而AWG密集波分復用系統對復用/解復用器件的中心波長穩定性要求較高，中心波長精度需要控制在通道間隔的+/-5％以內，通常在100GHz、50GHz和25GHz間隔的波分復用系統中，中心波長精度分別需要控制在+/-0.04nm、+/-0.02nm和+/-0.01nm以內。因此，需要采取措施來控制AWG芯片的中心波長，使其能在工作環境溫度范圍內正常工作。

在實際工作情況中，AWG芯片的波長λ隨溫度T的變化值并不是單一的線性關系，而是如式dλ＝a·dT²+b·dT+c所示具有非線性關系，溫度/波長變化曲線為拋物線。現有的一種AWG芯片溫度補償技術是采用機械移動方式，如專利CN 101099098A中介紹了一種AWG芯片溫度補償方案，將AWG芯片分割為兩部分，驅動器驅動芯片的兩部分相對移動從而補償AWG芯片波長由溫度引起的偏移，在該方案中波長變化值與溫度變化值是線性的關系，經過單一的線性補償后，溫度/波長變化曲線仍為拋物線；并且當AWG芯片移動距離合適時，AWG溫度特性表現為對稱補償，從常溫到高溫和從常溫到低溫的波長變化量差不多；當AWG芯片移動距離值偏大時，AWG溫度特性表現為過補償，從常溫到高溫的波長變化比較小，但是從常溫到低溫時的波長變化比較大；當AWG芯片移動距離值偏小時，AWG溫度特性表現為欠補償，從常溫到低溫的波長變化比較小，但是從常溫到高溫時的波長變化比較大，補償曲線如圖1所示，曲線的交點處對應橫坐標約為25℃，表示常溫。采用以上方法時，對于圖中波長變化較大的溫度區間內無法滿足波長補償要求，也就是說適用的溫度范圍較窄。

為了適應對更寬工作溫度范圍或更密集波分復用系統的應用需求，一些分段線性補償方案被開發出來，如專利CN107490823A和CN201510216683，這些方案都采用多桿驅動，且不同的桿在不同的溫度范圍內起作用，從而在不同的溫度區間內產生不同的補償量，例如在高溫段產生較大的驅動，溫度-波長曲線表現為過補償，在低溫段產生較小的驅動，溫度-波長曲線表現為欠補償，從而實現波長在整個溫度范圍內均具有較小的漂移量。但是這種結構中，桿在不同溫度區間內作用與否主要依靠結構的接觸與非接觸，因此，要求結構的加工與組裝具有較高的精度，通常要求達到次微米級，這些因素增加了這些方案的零件加工與組裝難度。

鑒于此，克服上述現有技術所存在的缺陷是本技術領域亟待解決的問題。

【發明內容】

本發明需要解決的技術問題是：

現有的溫度補償裝置中，實現非線性補償時要求結構的加工與組裝具有較高的精度，通常要求達到次微米級，增加了零件的加工與組裝難度；而線性補償適用溫度范圍較窄，波長漂移較大。

本發明通過如下技術方案達到上述目的：