[发明专利]一种实现阵列波导光栅双线性温度补偿装置及方法

说明书

本发明涉及一种温度补偿装置及方法，属于光通信技术领域，具体涉及一种实现阵列波导光栅双线性温度补偿装置及方法。本发明由两个驱动器组成，第一驱动器在低于常温25℃至‑40℃(低温区)或高于常温25℃至85℃(高温区)进行线性补偿，第二驱动器用于在另一温度区实现AWG芯片波长/温度的叠加效应非线性补偿。这样可以使分割后芯片光路的两个部分在不同的温度范围内出现不同的相对位移/有效补偿量，在高温区范围内出现过补偿，而在低温区出现欠补偿，从而使AWG芯片的中心波长随温度变化呈现两段平缓的曲线，可以有效降低残余的非线性温度效应。

技术领域

本发明涉及一种温度补偿装置及方法，属于光通信技术领域，具体涉及一种实现阵列波导光栅双线性温度补偿装置及方法。

背景技术

AWG芯片通常是基于硅基的平面光波导元件，其中心波长随环境温度变化较大，约为11pm/℃，为使AWG芯片在工作环境温度内正常工作，通常AWG器件都需要采用温度补偿技术来保持波长的稳定。

其中一种AWG芯片温度补偿技术是机械移动方式，如专利CN101099098A中介绍了一种AWG芯片温度补偿方案，将AWG芯片分割为2部分6a和6b，驱动器驱动6a使其与6b相对移动从而补偿AWG芯片波长由温度引起的偏移。该方案的波长变化值与温度的变化值是线性的关系。

实际上，AWG芯片的波长λ随温度T的变化值并不是单一的线性关系，而是具有非线性关系，如下公式1所示：

dλ＝a*dT²+b*dT+c公式1

该方案不能补偿其二次项，经过单一的线性补偿后，温度/波长变化曲线如图13图14所示曲线c，该曲线为抛物线，是残余的波长/温度非线性效应的体现。由图14曲线c可以看出，当温度范围变化越大时，波长变化率越大，在-40-85度时，波长变化达到60pm以上。

近年来随着AWG器件的应用场景从室内扩展至室外，即工作环境温度要求达到-40℃～85℃，AWG芯片波长随温度的偏移量加大会导致AWG芯片其它相关指标的急剧劣化，因此对波长控制技术提出了更高的要求。

为实现在-40℃～85℃范围内降低波长偏移量，一种方法是采用温度分段补偿，如图14曲线b所示为过补偿曲线，在高温区对AWG芯片做过补偿b_G段曲线，如图14曲线c所示为欠补偿曲线，在低温区对AWG芯片做欠补偿a_D段曲线，使AWG芯片在不同温度段具有不同的补偿量而使补偿曲线平缓，温度分段可至少分为两段甚至于多段。本发明提出一种实现阵列波导光栅(AWG)双线性温度补偿的装置，使AWG芯片的波长偏移控制在较小的范围内，在-40℃～85℃范围内，波长偏移达到+-15pm。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的AWG芯片波长随温度的偏移问题，提出了一种实现阵列波导光栅双线性温度补偿装置及方法。该装置及方法利用两个驱动器分别实现线性补偿和叠加效应非线性补偿，从而使分割后芯片光路的两个部分在不同的温度范围内出现不同的相对位移/有效补偿量，从而使AWG芯片的中心波长随温度变化呈现两段平缓的曲线，可以有效降低残余的非线性温度效应。本发明使得在-40度至80度的温度范围内波长偏移小于30pm，可在室外场景应用。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种阵列波导光栅双线性温度补偿装置，包括：

第一驱动器，具有第一驱动杆，该第一驱动杆两端分别连接可相对移动的AWG芯片的第一子部和第二子部；

第二驱动器，具有在部分温度区间内形变量不同于第一驱动杆的第二驱动杆，该第二驱动杆一端连接于AWG芯片的第一子部上，其另一端可分离式接触于一受力端面，所述受力端面与第二子部上的第一驱动杆端面位置相对固定；

其中，所述第一驱动杆上设置有可伸缩和/或转动的弹性部。