[发明专利]一种阵列可调光衰减器及其衰减和制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种衰减器及其衰减和制作方法，属于光通信领域，具体是涉及一种阵列可调光衰减器及其衰减和制作方法。

背景技术

可调光衰减器(Variable Optical Attenuation,VOA)是DWDM(密集波分复用)光通信信号传输系统中不可缺少的器件，它的功能和作用是平衡和调节光信号的幅度，进而实现信号的有效传输和接收。目前可调光衰减器有多种类型的制造技术，大致可分为分立微光元件技术、微机电系统(MEMS)技术及平面光波导(Planar Lightwave Circuit,PLC)技术等。其中，基于热光效应PLC技术制造的马赫曾德干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer,MZI)型VOA具有稳定性好，尺寸小，成本低，易于集成，适合大规模生产等优点，已成为最广泛使用的可调光衰减器之一。

一般基于热光效应PLC技术的MZI型VOA光路结构输入输出光波导多设计成直波导，如图1所示，当制成阵列可调光衰减器时，由于输入端漏光形成的杂散光容易对相邻信道产生光干扰，从而导致器件的光学性能指标变差，如偏振相关损耗大、光串扰大等；另外，基于热光效应的VOA普遍功耗较高，制成阵列结构时，容易影响相邻通道的光衰减，导致热串扰现象。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的上述的技术问题，提供了一种阵列可调光衰减器及其制作方法。该衰减器及其衰减和制作方法采用弯曲光波导结构设计，可以减小由输入端漏光形成的杂散光对相邻信道产生的光串扰；并且，在信道之间采用深刻蚀的隔热槽设计，在槽中填充低导热及低膨胀性能的Polymer材料，可以有效的隔离各信道之间的交叉热传导。

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：

一种阵列可调光衰减器，包括至少一个信道单元，所述信道单元包括至少两路相互独立的调制光波导以及设置于至少一路调制光波导上的加热电极；与所述调制光波导相连的输入光波导和/或输出光波导具有遮挡漏光以防止漏光与调制光波导耦合的弯曲状部位。

优选的，上述的一种阵列可调光衰减器，各路调制光波导分光于同一输入光波导并汇聚于同一输出光波导。

优选的，上述的一种阵列可调光衰减器，所述的加热电极两端连接有导电功能的电极引线。

优选的，上述的一种阵列可调光衰减器，所述信道单元为若干个，相邻信道单元之间设置有隔热槽。

优选的，上述的一种阵列可调光衰减器，所述隔热槽内填充有导热系数小于0.026W/(m.k)、热膨胀系数小于0.5×10^-6/K的聚合物。

优选的，上述的一种阵列可调光衰减器，所述加热电极的电阻率为50～500nΩ·m；和/或与所述加热电极相连的电极引线的电导率为60～110％IACS。

优选的，上述的一种阵列可调光衰减器，所述加热电极上设置有金属薄膜防氧化保护层。

一种阵列可调光衰减方法，包括：

将光信号从输入弯曲光波导引入衰减器后平均分成至少两个传输光路；

利用输入光波导和/或输出光波导的弯曲状部位遮挡输入光波导和/或输出光波导的漏光以防止漏光与调制光波导耦合；

加热至少一个传输光路以改变该光路的光信号相位；

将各传输光路的光信号叠加以实现光信号的衰减。

优选的，上述的一种阵列可调光衰减器的制作方法，包括：

在衬底上形成二氧化硅下包层，在所述下包层上沉积波导芯层；

在所述波导芯片上刻蚀可调光衰减器阵列光路；

沉积包裹所述波导芯片的二氧化硅上包层，在所述上包层上形成和波导芯层相邻的加热电极层；

其中，刻蚀可调光衰减器阵列光路时，刻蚀具有遮挡漏光以防止漏光与调制光波导耦合的弯曲状部位的输入光波导和/或输出光波导。

优选的，上述的一种阵列可调光衰减器的制作方法，包括：

在各信道之间蚀刻隔热槽，在隔热槽中填充Polymer材料；

和/或

在所述上包层上形成包裹所述加热电极层的金属薄膜防氧化保护层。

因此，本发明具有如下优点：

1.由于输入光波导和输出光波导采用弯曲光波导结构设计，可以减小由输入端漏光形成的杂散光对相邻信道产生的光串扰，从而可以提升器件性能，如偏振相关损耗和光串扰减小等。

2.由于信道之间采用深刻蚀的隔热槽设计，并在槽中填充低导热及低膨胀性能的Polymer材料，可以有效的隔离各信道之间的交叉热传导，从而降低热串扰对光衰减的影响，以达到提升衰减精度的目的。