[发明专利]阵列波导光栅及其制造方法、收发机及光通信系统

说明书

本申请公开了一种阵列波导光栅及其制造方法、收发机及光通信系统，属于光通信领域。该阵列波导光栅包括：第一波导、预展宽器件、第一耦合器、阵列波导、第二耦合器和第二波导；第一波导用于向第一耦合器输入n路光信号，第一耦合器用于将n路光信号耦合至m个波导上传输，第二耦合器用于将m个波导上传输的光信号耦合至p个波导上传输，第二波导用于输出p路光信号；预展宽器件位于第一波导与第一耦合器之间，或者位于第二耦合器与第二波导之间，预展宽器件所在区域设置有沿预展宽器件的延伸方向排布的亚波长光栅，预展宽器件用于调节阵列波导光栅的输出光谱的顶端的平坦度。本申请能够减少由于光信号的波长偏移所引起的插损。

技术领域

本申请涉及光通信领域，特别涉及一种阵列波导光栅及其制造方法、收发机及光通信系统。

背景技术

阵列波导光栅(arrayed waveguide grating，AWG)是波分复用(WavelengthDivision Multiplexing，WDM)技术中的一种核心器件。

AWG包括依次连接的第一波导、第一星型耦合器、阵列波导、第二星型耦合器和第二波导；其中，经过阵列波导的光信号会形成高斯型光谱(也称高斯光谱)，使得经过AWG输出的光信号的光谱为高斯型光谱，而高斯型光谱的3dB带宽(指的是由功率谱密度的最高点下降到功率谱密度的1/2时所界定的频率范围)较小，基于3dB带宽较小的AWG进行光信号传输时，输入的光信号的波长偏移(也称波长漂移)容易引起较大的插入损耗(简称插损，也称器件插损)。

发明内容

本申请实施例提供了一种阵列波导光栅及其制造方法、收发机及光通信系统。技术方案如下：

第一方面，提供了一种阵列波导光栅，包括：第一波导、预展宽器件、第一耦合器、阵列波导、第二耦合器和第二波导。阵列波导包括m个波导，第一波导包括n个波导，第二波导包括p个波导，m为大于1的正整数，n和p均为正整数，且n和p不同。

第一波导用于向第一耦合器输入n路光信号，第一耦合器用于将n路光信号耦合至m个波导上传输，第二耦合器用于将m个波导上传输的光信号耦合至p个波导上传输，第二波导用于输出p路光信号。第一耦合器和/或第二耦合器可以为星型耦合器。该星型耦合器是带有罗兰圆结构的平板波导(也称为自由传播区)。该罗兰圆结构用于减小衍射畸变，实现光功率均匀分配。

预展宽器件位于第一波导与第一耦合器之间，或者位于第二耦合器与第二波导之间，预展宽器件所在区域设置有沿预展宽器件的延伸方向排布的亚波长光栅，预展宽器件用于调节阵列波导光栅的输出光谱的顶端的平坦度。示例的，预展宽器件所在区域设置有亚波长光栅指的是，在预展宽器件上设置有亚波长光栅，或者，在预展宽器件的边界所围成的区域内设置有亚波长光栅。

本申请实施例提供的AWG，在第一波导和第一耦合器之间或者第二耦合器和第二波导之间增加了带有亚波长光栅结构的预展宽器件，该预展宽器件用于调节AWG的输出光谱的顶端的平坦度，使得最终从AWG输出平顶型光谱，而平顶型光谱的3dB带宽较大，如此可以有效减少由于光信号的波长偏移所引起的插损。并且，由于该AWG本身能够抵抗光信号的波长偏移，无需再设置额外的波长控制系统，减少了制造成本，降低了AWG的结构复杂度。

光栅的光栅参数包括光栅周期和/或占空比，光栅周期是光栅相邻的两个狭缝之间的距离，占空比是光栅中相邻狭缝之间的间隙的宽度与光栅周期的比值。亚波长光栅指的是光栅周期小于工作波长的光栅。在亚波长光栅中，光栅周期的取值范围为[0.1um，1um]，占空比的取值范围为(0，1)。

在本申请实施例中，预展宽器件上的亚波长光栅结构可以有多种类型。按照排布方向划分，该预展宽器件上的亚波长光栅结构可以分为下述第一种可选示例和第二种可选示例所提供的两种类型；按照光栅参数划分，该预展宽器件上的亚波长光栅结构可以分为下述第三种可选示例和第四种可选示例所提供的两种类型。