[发明专利]多通道密集型波分复用-解复用器

说明书

技术领域

本发明涉及一种平面光波导集成器件，尤其是涉及一种多通道密集型波分复用-解复用器。

背景技术

众所周知，光作为载波在长距离通信已经取得巨大成功，并正在向短距离光通信范畴推进，如光纤到户(FTTH)、光互连等系统。在这些光通信系统中，为了获得更大数据传输量，人们已经发展了多种复用技术，包括波分复用、偏振复用、时分复用等。

其中，波分复用(WDM)技术在长距离光纤通信中已经取得巨大成功，其核心器件是波分复用-解复用器件，而其中最具代表性的便是阵列波导光栅。传统的阵列波导光栅依次由输入波导、输入平板波导、阵列波导、输出平板波导和输出波导连接组成，复合光从输入波导入射，进入平板波导并发散传输，然后耦合到波导阵列中的各条波导。相邻阵列波导存在一定光程差，从而对各波长的光产生不同的位相差，实现光栅的色散功能。经过输出平板波导后，不同波长的光会聚于阵列波导光栅像面上的不同点，然后再耦合到对应位置的输出波导，即可将不同波长的光从不同输出波导输出，实现了不同波长的光的分离，这就是波分解复用的功能。反过来，就可以实现波分复用功能。

随着通信容量需求的日益增长，密集波分复用成为关键技术。然而密集型波分复用器件的实现并不容易，主要存在器件尺寸大、性能不好等不足。为了解决这一问题，常用的解决办法是引入一种所谓的“光学梳状滤波器”，并与两个匹配的波分复用器件相结合。利用光学梳状滤波器先将入射的通道间隔为Δλ_ch的一系列波长分成两组，即奇数组、偶数组。奇数组、偶数组中各通道波长的间隔为2Δλ_ch。再将奇数组、偶数组分别接入到各自对应的波分复用器件，进而被分开。

上述现有技术中，需采用两个波分复用器件，导致模块尺寸大、结构复杂，而且两个波分复用器件的中心波长由于制备工艺误差往往难以匹配。因此，亟需发展新的多通道密集型波分复用-解复用器模块，从而在获得超高通信数据容量的同时，降低该复用模块复杂度及其成本。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明目的在于提供一种多通道密集型波分复用-解复用器模块。

本发明采用的技术方案是：

包括输入波导、光学梳状滤波器、第一连接波导、第二连接波导、第一平板波导、第二平板波导、一组阵列波导、包含有N条输出波导的第一输出波导组、包含有N条输出波导的第二输出波导组；输入波导与光学梳状滤波器的输入端相连，光学梳状滤波器的两个输出端并分别经第一连接波导、第二连接波导后连接到第一平板波导、第二平板波导的一端；第一输出波导组中每条输出波导的一端均连接在第一平板波导的一端上，第一输出波导组与第一连接波导连接在第一平板波导的同一端；第二输出波导组中每条输出波导的一端与第二平板波导的一端上，第二输出波导组与第二连接波导连接在第一平板波导的同一端；第一平板波导与第二平板波导的另一端之间连接有一组阵列波导；光信号从输入波导输入或者从第一输出波导组和第二输出波导组输入。

作为波分解复用器，所述的输入波导为输入端，第一输出波导组和第二输出波导组为输出端；作为波分复用器，第一输出波导组和第二输出波导组为输入端，所述的输入波导为输出端。

作为波分解复用器，所述的光学梳状滤波器将入射到输入波导的中心波长为λ₁、λ₂、λ₃、λ₄、…、λ_n、…、λ_2N的一组光信号分成中心波长为λ₁、λ₃、…、λ_2N-1的奇数组光信号和中心波长为λ₂、λ₄、…、λ_2N的偶数组光信号的两个通道；奇数组光信号依次经第一连接波导、第一平板波导、阵列波导、第二平板波导后从第二输出波导组中各输出波导的输出端依次输出；偶数组光信号依次经第二连接波导、第二平板波导、阵列波导、第一平板波导后从第一输出波导组中各输出波导的输出端依次输出。

所述的奇数组光信号的波长间隔与偶数组光信号的波长间隔相同，均为从输入波导输入的该组光信号的波长间隔的两倍。

所述光学梳状滤波器为马赫-泽德干涉仪。

所述光学梳状滤波器为微环滤波器。

所述的阵列波导任意相邻的两个波导长度差相同。

所述第一输出波导组的输入端位置x_o(I)由下式决定：