[實用新型]一種基于平面光波導技術的光功率分配器芯片

有效

• 申請號: 201822009071.4
• 申請日: 2018-12-01
• 公開（公告）號: CN209117907U
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 劉勇;張麗丹;陳一博
• 申請（專利權）人: 江蘇海灣半導體科技有限公司
• 主分類號: G02B6/125
• 分類號: G02B6/125
• 代理公司: 杭州融方專利代理事務所(普通合伙) 33266
• 代理人: 薛紀表

本實用新型涉及光功率分配器技術領域，具體涉及一種基于平面光波導技術的光功率分配器芯片。該光功率分配器芯片損耗低，便于Y分叉的均勻與非均勻分光，容易實現大規模批量生產，結構緊湊。包括襯底層，在襯底層的上表面上設有下包層，在下包層的上表面上設有光波導，在下包層上的上表面上還設有包覆光波導的上包層；光波導包括若干個Y形光路；光波導的第一個Y形光路采用光功率輸出為非均勻分配的方式，按照預先設定的分光比例的光功率輸出分配比例進行分配，從而實現1分多的光功率均勻或非均勻分配。

技術領域

本實用新型涉及光功率分配器技術領域，具體涉及一種基于平面光波導技術的光功率分配器芯片。

背景技術

光功率分配器芯片是光分路器的核心部件，傳統的1分3的光功率分配器，由2個拉錐式光纖分路器組成，它主要存有以下缺點：

(1)損耗對光波長敏感，一般要根據波長選用器件，這在三網合一的使用過程中是致命缺陷，因為三網合一傳輸的光信號有1250nm至1650nm范圍內的多種光波長信號；

(2)均勻性較差，隨著通道數增加，均勻性也隨之增加，不能確保均勻分光，影響整體傳輸距離；

(3)成本高，按照1分12計算，需要10個非均勻分配的器件和1個均勻分配的器件拼接而成，成本該發明的10倍以上；

(4)多路分路器體積比較大，可靠性也會降低，安裝空間受到限制。

實用新型內容

本實用新型是為了解決現有光功率分配器存在的上述不足，提供一種損耗低，便于Y分叉的均勻與非均勻分光，容易實現大規模批量生產，結構緊湊的一種基于平面光波導技術的光功率分配器芯片。

為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種基于平面光波導技術的光功率分配器芯片，包括襯底層，在襯底層的上表面上設有下包層，在下包層的上表面上設有光波導，在下包層上的上表面上還設有包覆光波導的上包層；光波導包括若干個Y形光路；光波導的第一個Y形光路采用光功率輸出為非均勻分配的方式，按照d/3和e/3的光功率輸出分配比例進行非均勻分配；在第一個Y形光路的d/3光功率輸出端設置光波導的第二個Y形光路，第二個Y形光路采用光功率輸出為f/2和(2d-3f)/6均勻或非均勻分配的方式進行分配，從而實現1分3的光功率均勻或非均勻分配；其中d、e和f均為設定的分光比例參數，并且d/3+e/3＝1，f/2+(2d-3f)/6＝d/3；從而實現1分2或1分3的光功率均勻或非均勻分配。

本方案的光功率分配器芯片制造工藝簡單、容易實現大規模批量生產，體積小，重量輕，集成度高，機械性能以及環境穩定性好，耦合分光比容易精確控制，損耗對傳輸光波長不敏感，可以滿足不同波長的傳輸需要，成本低，分路數越多，成本優勢越明顯。

作為優選，在1分3的3個光功率輸出端，再增加光功率輸出為均勻或非均勻分配的Y形光路，從而實現1分6的光功率均勻或非均勻分配；以此類推，能實現1分12或1分24或1分48或1分96或1分192的光功率均勻或非均勻分配。這種方式可實現多光路輸出，使用方便簡單，可靠性高。

作為優選，光波導為6μm×6μm的方形光波導。

作為優選，Y形光路包括入光段、分光段和左出光段和右出光段；分光段的入光端與入光段的出光端一體連接，分光段的左光端與左出光段的入光端一體連接，分光段的右光端與右出光段的入光端一體連接，并且左出光段的中心線、右出光段的中心線和入光段的中心線兩兩相互平行。

作為優選，設第一個Y形光路的兩個分支光路分別為上分支光路和下分支光路，并且上分支光路和下分支光路均落在同一個豎直平面a內；經上分支光路引入的每個Y形光路的分支光路均落在同一個水平平面b內；經下分支光路引入的每個Y形光路的分支光路均落在同一個水平平面c內；并且水平平面b與水平平面c相互平行，豎直平面a與水平平面b相互垂直。