[发明专利]实现阵列波导光栅边缘通道平坦化及损耗均匀性的方法

说明书

技术领域

　　本发明涉及改进阵列波导光栅（AWG）器件性能的方法，特别是涉及一种实现阵列波导光栅边缘通道平坦化及损耗均匀性的方法。

背景技术

阵列波导光栅采用一组长度差固定波导代替空间光程差实现干涉解复用波长或复用波长，为降低发射端激光器和接收端探测器苛刻要求，阵列波导光栅输出响应谱应为平坦型，同时要求中间通道输出响应峰损耗与边缘通道输出响应峰损耗相差不超过1dB。在常规的AWG设计中，在输入波导与输入罗兰圆处采用多模干涉仪（MMI）实现输出响应峰平坦化，其输出响应如图1所示，可以看出，边缘通道平坦化变形严重，且输出谱包络面分布为单缝衍射光栅的衍射面，近似为高斯型分布，各通道输出谱峰值不均匀，中心通道输出谱与边缘通道输出谱峰值损耗相差较大，约为2-3dB。

发明内容

　　本发明的目的是提供一种改善阵列波导光栅输出响应的方法，以实现其边缘通道输出响应平坦化，并提高各通道间损耗均匀性。

为了实现上述目的，采用以下技术手段：一种实现阵列波导光栅边缘通道平坦化及损耗均匀性的方法，包括以下步骤：取一阵列波导光栅；以所取阵列波导光栅的中心输出波导为对称轴，调整输出罗兰圆的曲率半径，同时调整非中心输出波导与中心输出波导之间的夹角，以及非中心输出波导在输出罗兰圆上的位置，从而实现阵列波导光栅边缘通道输出响应平坦化，且可提高各通道间损耗均匀性。

将所述输出罗兰圆的曲率半径增大为原曲率半径的1倍以上，调整所述非中心输出波导与所述中心输出波导之间的夹角，使所述非中心输出波导的延长线相交于所述输出罗兰圆调整后的曲率中心点，调整所述非中心输出波导在所述输出罗兰圆上的位置，其调整量δx由所述阵列波导光栅的输出通道间距原设计值Δx，通道波长间隔原设计值Δλ及所述阵列波导光栅模拟输出光谱的通道波长间隔偏离原设计值Δλ的偏移量δλ决定：                                               。

所述阵列波导光栅的材料为二氧化硅、绝缘体上硅、磷化铟或低损耗聚合物。

本发明的优点在于：通过调整阵列波导光栅的输出罗兰圆的曲率半径，同时调整非中心输出波导的角度及其在输出罗兰圆上的位置，可实现阵列波导光栅边缘通道输出响应平坦化，且可提高各通道间损耗均匀性。

附图说明

图1是背景技术中常规AWG的输出全谱图。

图2是本发明AWG的整体结构示意图。

图3是本发明AWG输出罗兰圆与输出波导的放大结构示意图。

图4是本发明AWG的输出全谱图。

图5是本发明AWG与调整前的常规AWG的输出谱比较图：（a）短波长端输出谱比较图，（b）长波长端输出谱比较图。

具体实施方式

实施例1：如图2和图3所示，一种实现阵列波导光栅边缘通道平坦化及损耗均匀性的方法，包括以下步骤：1）取一阵列波导光栅1；2）以所取的阵列波导光栅1的中心输出波导2为对称轴，调整输出罗兰圆3的曲率半径R，使其增大为原曲率半径r的1倍以上，同时，调整非中心输出波导4与中心输出波导2之间的夹角，使非中心输出波导4的延长线相交于输出罗兰圆3调整后的曲率中心点C，调整非中心输出波导4在输出罗兰圆3上的位置，其调整量δx由阵列波导光栅1的输出通道间距原设计值Δx，通道波长间隔原设计值Δλ及阵列波导光栅1模拟输出光谱的通道波长间隔偏离原设计值Δλ的偏移量δλ决定：。图3中，实线标示标准的阵列波导光栅1，虚线为调整后的阵列波导光栅。

阵列波导光栅1的波导材料可以是二氧化硅、绝缘体上硅、磷化铟或低损耗聚合物。

本发明AWG的输出全谱如图4所示，图5是本发明AWG与调整前的常规AWG的输出谱比较图。可以看出，本发明AWG的边缘通道平坦度明显改善，通道间损耗差异约1dB，从而不仅实现了阵列波导光栅边缘通道的平坦化，而且提高了中心通道与边缘通道响应峰损耗均匀性。