[发明专利]一种稀疏波分复用、解复用器及收发一体的稀疏波分装置

说明书

本申请提供了一种稀疏波分复用器、稀疏波分解复用器及收发一体的稀疏波分装置，将波导、布拉格光栅、空气槽以及波导总线集成在一张基片上，通过将波导、布拉格光栅合理分布在空气槽的两侧，以利用布拉格光栅对不同波长的光信号的反射作用，实现对多路光信号的复合，以及对由多路光信号复合而成的复合光信号的解复合。本申请所提供的稀疏波分复用器、稀疏波分解复用器以及收发一体的稀疏波分装置的集成度高，而且，光信号在复合或者解复合的过程中均在空气槽中进行传播，由于空气槽所提供的传播环境对光信号的模式无要求，因此，光信号在传播的过程中无需更改模式，可以保证光信号的模式不被破坏。

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种稀疏波分复用器、复用器及收发一体的稀疏波分装置。

背景技术

随着互联网的普遍使用，为了满足迅猛增长的通信需求，使用光纤通信来提高光信号的传输速率，从而在相同的时间内传输更多路数的光信号。通常一条光纤只用于传输一路光信号，如果需要传输多路光信号，就需要敷设多条光纤。为了减少光纤数量，可以利用波分复用(wavelength division multiplexing，WDM)在发送端将多路光信号汇合在一起，形成复合光信号在一条光纤内传输，并在接收端先对复合光信号进行解复合，重新得到每一路光信号，再对每一路光信号进行处理。

WDM包括稀疏波分复用(coarse wavelength division multiplexing，CWDM)和密集波分复用(dense wavelength division multiplexing，DWDM)，其中，CWDM的调制激光采用非冷却激光，即电子调谐，因此成本更低，具有更广泛的应用前景。CWDM装置包括两部分复用器和解复用器，复用器和解复用器可以利用薄膜滤波片分别实现光信号的复合和解复合，在复用器和解复用器中设置多个薄膜滤波片，每个薄膜滤波片只允许指定波长的光信号通过，反射其余的光信号，这样，就可以通过多个薄膜滤波片的配合实现多路光信号的复合，以及将复合光信号分离为多个光信号。但是，由于多个薄膜滤波片为空间光学分立器件，集成度较低，因此封装后的尺寸较大，造成光信号在复用器和解复用器中的光程较长，光场发散明显，光信号的传播质量较差。

为了解决上述问题，利用光子集成回路(Photonic Integrated Circuit，PIC)技术来增加器件的集成度，即将若干光器件集成在一片基片上，构成一个整体，器件之间以波导连接，形成具有特定功能的光路。例如在基片上设置级联多个波导光栅滤波器来实现CWDM装置的复用器和解复用器，每个波导光栅滤波器由多模波导和布拉格光栅组成，不同波导光栅滤波器之间也通过波导连接，由此，光信号在各个波导光栅滤波器中传输的过程中，都需要经过波导的传输，由于波导仅允许指定模式的光信号通过，容易丢失其它模式的光信号，因此，光信号在每个波导光栅滤波器中传输时需要经过多次模式的转换，容易造成光信号模式的破坏，从而令CWDM装置无法与模分复用装置兼容。

发明内容

本申请提供了一种稀疏波分复用器、解复用器及收发一体的稀疏波分装置，以实现在利用波导提高各器件的集成度的基础上，光信号在各器件的传输过程中无需转换模式，从而保护光信号的模式。

第一方面，本申请提供了一种稀疏波分复用器，所述稀疏波分复用器包括：基片、第一波导、第一布拉格光栅、第二波导、空气槽和波导总线；

所述第一波导、所述第一布拉格光栅、所述第二波导、所述空气槽和所述波导总线均集成于所述基片上；

所述第一波导用于传输第一光信号，所述第二波导用于传输第二光信号，其中，所述第一光信号与所述第二光信号具有不同的波长；

所述第一布拉格光栅设置于所述第二波导与所述空气槽之间，

所述第一光信号和所述第二光信号经所述第一布拉格光栅和所述空气槽进入所述波导总线。