[發明專利]一種無熱陣列波導光柵模塊及寬溫補償方法

有效

• 申請號: 201810637390.1
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108828713B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 吳凡;凌九紅;李長安;胡家艷;孔祥健
• 申請（專利權）人: 武漢光迅科技股份有限公司
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明實施例提供一種無熱陣列波導光柵模塊及寬溫補償方法。所述無熱陣列波導光柵模塊，包括：AWG芯片，所述AWG芯片的背面設置有金屬電極；溫度調節控制裝置，所述溫度調節控制裝置與所述金屬電極電連接，用于通過所述金屬電極的阻值計算所述AWG芯片的工作溫度，并在工業溫度范圍的預設溫度范圍內將所述AWG芯片的工作溫度調節至目標溫度或維持在目標溫度的預定范圍內。本發明實施例針對芯片級AWG組件在工業級溫度范圍的預設溫度范圍內進行溫度調節控制，功耗更低，響應速度更快，使得波長漂移的控制精度能適應更寬的溫度范圍，能夠滿足工業應用需求。

技術領域

本發明實施例涉及光器件領域，尤其涉及一種無熱陣列波導光柵模塊及寬溫補償方法。

背景技術

陣列波導光柵(Arrayed Waveguide Gratings，簡稱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。AWG是密集波分復用系統的關鍵光器件，具有集成度高、通道數目多、插入損耗小，易于批量自動化生產等優點。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+/-0.04nm，+/-0.02nm和+/-0.01nm以內。但是，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/℃，在波分復用系統工作環境溫度內(-40℃至85℃)，AWG芯片的中心波長漂移量明顯超出了系統要求，因此，需要采用措施來控制AWG芯片的中心波長，使其能在工作環境溫度內正常工作。常用的方法是采用加熱片和溫控電路將芯片溫度固定在某一恒定值，通常需要將溫度控制在65°以上。

無熱AWG(Athermal AWG,簡稱AAWG)技術是一種常用的中心波長控制技術，無熱AWG采用溫度補償的技術保持波長的穩定，其中芯片級的無熱AWG技術方案不同于采用溫度驅動桿的熱脹冷縮原理驅動相對位移來補償波長隨溫度的漂移原理。現有實現方法中較為常見的是采用在芯片光路中加入了一部分負熱系數材料，比如硅酮、polymer、紫外膠材料等，其熱光系數與二氧化硅材料熱光系數符號相反，使溫度對兩種材料的影響相互抵消，從而補償與溫度相關的AWG中心波長隨溫度的漂移。負熱系數的填充材料通常對于溫度的負光路變化值比SIO2基波導大幾十倍。因此采用這種方案制作的無熱AWG模塊的工作溫度相關特性只有SIO2基AWG芯片的幾十分之一。

現有的芯片級無熱AWG技術波長精度主要體現在僅滿足商溫區域例如-5～65℃內抑制其波長溫度相關特性。而面對工業級的無熱AWG芯片，需要刻蝕不止一個三角槽，工藝難度高，且芯片工藝本身原因，成品率會較現有技術降低。因此，亟需要一種方案，使得芯片級AWG模塊在寬溫(-40～85℃)范圍工作時，功耗低、且中心波長滿足50G、25G甚至更為密集的波分復用系統的要求。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明實施例提供一種無熱陣列波導光柵模塊及寬溫補償方法。

第一方面，本發明實施例提供一種無熱陣列波導光柵模塊，包括：

AWG芯片，所述AWG芯片的背面設置有金屬電極；

溫度調節控制裝置，所述溫度調節控制裝置與所述金屬電極電連接，用于通過所述金屬電極的阻值計算所述AWG芯片的工作溫度，并在工業溫度范圍的預設溫度范圍內將所述AWG芯片的工作溫度調節至目標溫度或維持在目標溫度的預定范圍內。

本發明實施例提供的一種無熱陣列波導光柵模塊，通過AWG芯片的背面設置有金屬電極與溫度調節控制裝置相連，溫度調節控制裝置可以通過金屬電極的阻值計算AWG芯片的工作溫度，在獲知AWG芯片的工作溫度后，能夠對AWG芯片整體均勻的加熱或做相應的降溫調節處理，從而實現芯片級AWG芯片的溫度調節與監控。