[发明专利]新型可调的集成光功分器

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成光功分器件，特别是一种一次分光比可调的新型可调的集成光功分器。

背景技术

一直以来，由于集成光波导一次成型工艺的限制，难以让集成光功分器实现光功率分配可调的功能，这制约了架设光网络结构中按照不同链路损耗，灵活分配光功率的实现。目前，有两种技术途径可以获得实际可调的光功分器：一种是Y型光纤熔融拉锥型光功率可调耦合器，通过将两根裸光纤靠在一起，在高温火焰中加热使之熔化，同时在光纤两端拉伸光纤，使光纤熔融区成为锥形过渡段，从而构成耦合器，这种方法在工艺上易于实现，但由于器件尺寸大，且易受应力等环境因素影响，不能够提供稳定的光功率分配比；另一种是利用电光或是热光效应，通过在波导旁附加电极或热电极，以改变其中一分支波导的折射率的方式来实现可调的光能量分配，但由于制作电极对于工艺要求较高，同时很大程度上增加了设备的成本。

在实际的光纤网络布设中，往往由于通信终端(Optical Network Unit，ONU)距离主干网络结点距离不同，导致不同链路上光信号的损耗不同，因此不能保证各个通信终端(Optical Network Unit，ONU)接收相同的光功率。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种在耦合区加入平行波导改变局部等效折射率的新型可调的集成光功分器。

为了达到上述目的，本发明所设计的一种新型可调的集成光功分器，它包括Y分支波导和耦合区，在耦合区内设有附加波导I和附加波导II，附加波导I和附加波导II与耦合区相平行，同时对称分布在Y分支波导的两侧，耦合区设置在Y分支波导的总分支波导端。

为了通过注入不同折射率的材料使得耦合区等效折射率发生改变，进而实现两输出光能量在输入光能量5％-85％之间可调分配，同时保证整体光能量损耗可以控制在10％以下，所述的附加波导I和附加波导II为凹槽。

本发明提供的一种新型可调的集成光功分器，通过向凹槽中注入不同折射率材料的方式，利用附加波导I、II改变耦合区等效折射率，方便、可靠地实现光功分器分光比可调，同时在集成光刻工艺实现以及操作简易上有很大的优势。

附图说明

图1是本发明实施例结构图；

图2是本发明实施例光功率分配的计算机模拟结果示意图；

图3是本发明实施例Y分支两波导光功率分配比随附加波导折射率变化而变化的计算机模拟结果示意图；

图4是本发明实施例Y分支两波导光功率分配比随附加波导折射率变化而变化的计算机模拟结果示意图。

其中：Y分支波导1、耦合区2、附加波导I3、附加波导II4、两侧5、总分支波导端6。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供的一种新型可调的集成光功分器，它包括Y分支波导1和耦合区2，在耦合区2内设有附加波导I3和附加波导II4，附加波导I3和附加波导II4与耦合区2相平行，同时对称分布在Y分支波导1的两侧5，耦合区2设置在Y分支波导1的总分支波导端6。

为了通过注入不同折射率的材料使得耦合区等效折射率发生改变，进而实现两输出光能量在输入光能量5％-85％之间可调分配，同时保证整体光能量损耗可以控制在10％以下，所述的附加波导I3和附加波导II4为凹槽。

激光的行走路径：激光源发出一束激光，经过Y分支波导进入，光束在Y分支波导耦合区经过模式耦合分配到两分支波导中，在Y分支波导的末端用光纤将两束激光引出。

如图2所示，本实施例提供的一种新型可调的集成光功分器，波导为二氧化硅波导，采用成熟的ICP刻蚀技术，其线度在6μm，将附加波导II的折射率设置为1.455，附加波导I与Y分支耦合区的距离为0.7μm。根据模拟结果，两分支的光强分配为0.72与0.23(假设输入光能量为1)，器件总体损耗仅为5％。

如图2所示，本实施例提供的一种新型可调的集成光功分器，波导为二氧化硅波导，采用成熟的ICP刻蚀技术，其线度在6μm，将附加波导II的折射率设置为1.455，附加波导I与Y分支耦合区的距离在0.2μm-2.2μm之间变化，附加波导I的折射率在1.460-1.470之间变化。根据模拟结果，通过选择不同的距离以及折射率参数，可以使得Y分支波导的一分支输出光强在0.05-0.83之间变化，而Y分支波导另一分支输出光强在0.04-0.70之间变化(假设输入光的能量为1)，器件总体损耗小于10％。