[发明专利]具有温度偏振补偿的反射型阵列波导光栅

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有阵列波导区可调反射镜的阵列波导光栅，具体地说，本发明涉及允许可调反射镜以调节中心波长的阵列波导区。

背景技术

阵列波导光栅（AWG）是一种色散光学器件，可用于对一组具有不同波长的光学远程通信信道进行多路复用和解复用。通常的AWG是一在硅或其它类似材料基底上形成的集成光波导器件。通常的AWG的波导包括一个或多个并列的输入波导，用于将混合多个波长信道λ₁到λ_n的多路复用信号传播到第一个平板波导区，平板波导区通常是一个星型耦合区或其它类似区域。平板波导区与阵列波导区相连，将输入信号分配给阵列波导区的多根波导，这些波导构成光栅。每一根波导都具有不同的光学长度，相邻波导的光学长度按照与中心波长有关的一恒定值增减，并且从光栅的一侧到另一侧的波导长度逐步递增。与阵列波导另一端相连的是另一个平板波导区，在第二平板波导区会出现由波导阵列光栅区引入的相对相位差所导致的干涉。波导光栅的色散使信号光的不同波长物理上分开，并且聚焦到第二平板波导区的输出平面上，并且将分开的波长耦合进与第二平板波导区相连的多个输出波导中。不同中心波长的输出信号对应于不同的输出波导位置，从而实现了将不同波长信号从空间分开的功能。利用光路互逆原理，阵列波导光栅既具有多波长光信号复用功能也具有多波长光信号解复用的功能。各个波长信道的中心波长和间隔取决于AWG波导的几何形状和形成光栅的阵列波导的有效折射率。

AWG的常规形式，其阵列波导及其相连的平板波导区在结构上左右对称，输入波导、输出波导分别处于器件的两侧。这种结构存在器件体积较大，器件封装复杂，输入光纤、输出光纤难以从同一侧引出等问题。本发明认为通过在阵列波导区中心对称线上引入一个反射装置，可以提供一种结构紧凑的AWG解决以上问题。

形成AWG的波导结构的材料通常采用SiO2或其它类似材料。由于这些材料的折射率随着温度的变化而变化，因此导致AWG的光传输中心波长随温度变化而漂移。例如，当温度在摄氏-5度到60度之间变化时，采用常规参数制造的AWG的中心波长漂移达到0.6nm以上，这对应用在密集波分复用系统中要求的AWG是绝对不能接受的。本发明认为能够消除温度对中心波长的影响对AWG的应用是至关重要的。

同时原有设计的输入、输出波导的位置是固定的，而生产过程所能控制的波导参数的精度不足以将中心波长设置在所需的容差范围内，这对AWG的生产和应用带来了极大的困难。本发明认为应该在AWG的内部提供一种可调的部分，以便提供调整的灵活性。

在专利CN02111289.4中提供了一种通过在阵列波导区中心对称线上引入一个反射装置解决了温度对信道中心波长的影响，及提供了一种紧凑的阵列波导光栅型的密集波分复用器/解复用器。但是这个设计没有解决因波导截面长宽不是严格的相等，会因为光应力而产生模式上的色散，在一定长度后会被放大的问题。而且光在反射区反射时由于波导出口光是以一定角度扩散出射的，在平面反射镜反射回波导时会有很大程度上的损耗。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有温度偏振补偿的反射型阵列波导光栅。

具有温度偏振补偿的反射型阵列波导光栅包括反射镜组件、集成波导芯片、基片、端口、输入光纤、输出光纤；在基片上固定有反射镜组件、集成波导芯片、端口；端口一端与集成波导芯片相连，端口另一端与输入光纤、输出光纤相连，反射镜组件包括相连接的反射镜装置、可调装置；所述集成波导芯片设有输入波导、平板波导区、阵列波导区、输出波导、芯片边沿端；输入波导至少为一个或多个与输出波导位于集成芯片的同一侧，输入波导一端和输出波导一端与平板波导区一端相连，输入波导另一端和输出波导另一端与端口一端相连；阵列波导区一端与平板波导区另一端相连，阵列波导区另一端与芯片边沿端相连；反射镜装置与芯片边沿端相邻；反射镜装置包括顺次相连的反射镜、1/4波片、柱形透镜；可调装置包括上支架、下支架。

所述的上支架、下支架由两种不同膨胀系数的材料构成。所述的阵列波导区的出口形状为V形。

本发明通过在阵列波导区中心对称线上引入一个反射装置，可以提供一种结构紧凑的AWG可解决常规AWG器件体积较大，器件封装复杂，输入光纤、输出光纤难以从同一侧引出等问题。

在阵列波导区可调反射装置之前设置一个1/4波片和一个柱形透镜。1/4波片可实现入射光与反射光的模式转换，补偿了由于波导截面长宽不是严格的相等而导致光应力不相等而产生模式上的色散。柱形透镜可实现反射光沿入射光原路返回，从而减少了反射过程中的损耗。