專利名稱：雙向陣列波導(dǎo)光柵及其應(yīng)用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型為涉及一種陣列波導(dǎo)光柵及其應(yīng)用裝置，特別涉及一種可以雙向復(fù)用 的陣列波導(dǎo)光柵及其應(yīng)用裝置。
背景技術(shù)：
目前絕大多數(shù)陣列波導(dǎo)光柵(Arranged Waveguide Grating, AWG)產(chǎn)品都是單 通道輸入，多通道輸出或多通道輸入，單通道輸出來實現(xiàn)光通信波長的解復(fù)用或復(fù)用功能。 而在光通信系統(tǒng)的應(yīng)用中，常常是成對使用光復(fù)用和解復(fù)用功能，尤其在一些機箱式產(chǎn)品 中，經(jīng)常是光復(fù)用、解復(fù)用模塊集合在一個機箱中。這種機箱式產(chǎn)品通常是把2個AWG產(chǎn)品 放置在一個機箱中，一個作為光復(fù)用功能，另外一個作為解復(fù)用功能使用。另外AWG還應(yīng) 用在實現(xiàn)更多通道(如80通道)，更低波長間隔(如50GHz)的復(fù)用、解復(fù)用功能的系統(tǒng)中，這 種單向的陣列波導(dǎo)光柵必須能夠?qū)崿F(xiàn)80通道輸出，頻率間隔為50GHz的AWG產(chǎn)品。對第一種陣列波導(dǎo)光柵的應(yīng)用，這種成對使用AWG來實現(xiàn)復(fù)用和解復(fù)用功能的方 式在成本上比較高，而且由于要使用2個AWG，在應(yīng)用中很難保證2個AWG的通道規(guī)劃精確 一致，且所處的環(huán)境一致，而AWG本身對參數(shù)和環(huán)境一致性的要求使得成對使用的AWG很難 達到理想的復(fù)用和解復(fù)用效果。而對第二種陣列波導(dǎo)光柵的應(yīng)用，生產(chǎn)這種產(chǎn)品的成本較 尚ο
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中用兩個AWG難以實現(xiàn)環(huán)境一致性和工藝復(fù)雜的缺點，提出了一種 新型的雙向AWG及其應(yīng)用。本實用新型提供一種雙向陣列波導(dǎo)光柵，包括輸入波導(dǎo)、輸出波導(dǎo)、陣列波導(dǎo)光柵 和一對平板波導(dǎo)，所述輸入波導(dǎo)和輸出波導(dǎo)均具有一單通道和一組多通道的光信號通道。 復(fù)合光信號從輸入波導(dǎo)的單通道輸入后，經(jīng)過所述陣列波導(dǎo)光柵和平板波導(dǎo)解復(fù)用成多個 單波光信號從輸出波導(dǎo)的多通道輸出；多條單波光信號從所述輸入波導(dǎo)的多通道輸入后， 經(jīng)過所述陣列波導(dǎo)光柵和平板波導(dǎo)復(fù)用成一復(fù)合光信號從輸出波導(dǎo)的單通道輸出。所述輸 入波導(dǎo)和輸出波導(dǎo)的指定可逆，所述完成復(fù)用和解復(fù)用功能所經(jīng)過的輸入通道、輸出通道 內(nèi)的光信號可逆。本實用新型還揭露了一種利用所述雙向AWG和梳狀濾波器結(jié)合實現(xiàn)具有 更多通道、更窄間隔的功能。根據(jù)本實用新型所提供的雙向AWG，能實現(xiàn)復(fù)用和解復(fù)用的AWG在環(huán)境一致下工 作，并且成本更節(jié)約，工藝簡單。

圖1是原有陣列波導(dǎo)光柵AWG的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型雙向AWG的第一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型雙向AWG的第二種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。[0010]圖4是本實用新型雙向AWG的第三種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實用新型雙向AWG的第四種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖詳細描述本實用新型最佳實施例。如圖1所示，是現(xiàn)有技術(shù)中大多數(shù)AWG100的結(jié)構(gòu)圖，AWG100包括輸入波導(dǎo)101、輸 出波導(dǎo)105、陣列波導(dǎo)光柵103和兩個作為星型耦合器的平板波導(dǎo)102和104。當(dāng)一個復(fù)合 光信號經(jīng)過輸入波導(dǎo)101進入平板波導(dǎo)102后發(fā)生高斯遠場衍射，光信號等相位地進入陣 列波導(dǎo)光柵103，由于相鄰的陣列波導(dǎo)光柵間存在一個固定的光程差dL，從而使每個陣列 波導(dǎo)光柵103中傳輸?shù)墓庑盘柈a(chǎn)生一定的相位差。這樣，從陣列波導(dǎo)光柵103末端輸出來 的具有不同相位的同波長光束將在平板波導(dǎo)104的末端干涉聚焦。不同波長的光束由于位 相差異將聚焦于不同的位置，從而實現(xiàn)了光的解復(fù)用功能，復(fù)用過程是解復(fù)用的逆過程。在 目前的應(yīng)用中，光波分復(fù)用和解復(fù)用采用兩個普通的AWG分別實現(xiàn)。如圖2所示，是本實用新型雙向AWG200的第一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實 施方式中，利用一片雙向AWG 200實現(xiàn)光通道的復(fù)用和解復(fù)用功能，既節(jié)約了成本，又滿足 了光波的復(fù)用和解復(fù)用功能處于同一環(huán)境下的要求。輸入波導(dǎo)201包括41條通道，分成一 單通道A1和一組多通道的光信號通道A2…A41 ；輸出波導(dǎo)205包括41條通道，也分成一單 通道B1和一組多通道的光信號通道化…B41。從輸入通道A1輸入的復(fù)合光信號經(jīng)過平板 波導(dǎo)202和陣列波導(dǎo)光柵203的衍射和聚焦后，解復(fù)用成多個單波光信號分別從輸出通道 B2- B41輸出。從輸入通道A^A41輸入的多個單波光信號經(jīng)過平板波導(dǎo)202和陣列波導(dǎo)光 柵203的衍射和聚焦后復(fù)用成復(fù)合光信號從輸出通道B1輸出。由于光具有可逆性，若把輸出波導(dǎo)205當(dāng)成輸入波導(dǎo)使用，則輸出通道A，B2…B41 當(dāng)成輸入通道使用，此時，輸入波導(dǎo)201當(dāng)成輸出波導(dǎo)使用，輸入通道A1, A2…A41當(dāng)成輸 出波導(dǎo)使用。從輸入通道B1輸入的復(fù)合光信號經(jīng)過平板波導(dǎo)204和陣列波導(dǎo)光柵203的 衍射和聚焦后解復(fù)用成多個單波光信號分別從輸出通道A2,…A41輸出。從輸入通道4，B3 …B41輸入的單波光信號經(jīng)過平板波導(dǎo)204和陣列波導(dǎo)光柵203的衍射和聚焦后復(fù)用成復(fù) 合光信號從輸出通道A1輸出。由于光具有互不干擾的特性，因此不論是同向還是逆向方向輸入的復(fù)合或單波的 光信號在雙向AWG200的各個單元之內(nèi)，包括陣列波導(dǎo)光柵203內(nèi)均不會產(chǎn)生相互的干擾， 可以保證從信號的完整性。如圖3所示，是本實用新型雙向AWG 300的第二種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實 施方式中，利用一片雙向AWG 300實現(xiàn)了一對AWG的復(fù)用或解復(fù)用功能。當(dāng)利用一片雙向 AffG 300實現(xiàn)一對解復(fù)用功能的時候，與圖2中第一種實施方式相同的是，從輸入波導(dǎo)301 的輸入通道A1輸入的復(fù)合光信號經(jīng)過平板波導(dǎo)302和陣列波導(dǎo)光柵303的衍射和聚焦后， 解復(fù)用成多個單波長光信號分別從輸出通道艮…B41輸出；與圖2中第一種實施方式不同 的是，從輸出波導(dǎo)305的輸入通道B1輸入的復(fù)合光信號經(jīng)過平板波導(dǎo)304和陣列波導(dǎo)光柵 303的衍射和聚焦后，也解復(fù)用成多個單波長光信號分別從輸出通道A^ A41輸出。同樣， 根據(jù)光的可逆性，將上述光路逆向使用，則雙向AWG 300就實現(xiàn)了一對AWG的解復(fù)用功能。如圖4所示，是本實用新型雙向AWG 400的第三種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施方式中，利用一片雙向AWG 400實現(xiàn)了由一個雙向40通道的AWG實現(xiàn)了 80通道輸出 的功能。與圖2中第二種實施方式不同的是，當(dāng)輸入通道A1在輸入波導(dǎo)401上的入射點 不是處于與輸出通道B1在輸出波導(dǎo)405上的入射點相對應(yīng)的位置。通過改變?nèi)肷潼c的位 置，從輸入通道A1輸入的復(fù)合光信號經(jīng)過平板波導(dǎo)402和陣列波導(dǎo)光柵403的衍射和聚 焦后解復(fù)用生成的多個單波長光信號與從輸入通道B1經(jīng)過平板波導(dǎo)404和陣列波導(dǎo)光柵 403的衍射和聚焦后解復(fù)用生成的多個單波長光信號的波長區(qū)間不同。適當(dāng)調(diào)整輸入通道 A1和輸入通道B1的入射點，可以使得輸出通道A^ A41輸出的多個單波光信號和輸出通道 化…B41輸出的多個單波光信號形成連續(xù)的波長區(qū)間。假設(shè)從輸出通道A^ A41輸出間隔 為IOOGHz的40道單波光信號，光波信號的通道區(qū)間在198. IOThz 194. 20Thz (波長區(qū)間 為1513. 3W1543. 73nm)，則調(diào)整輸入通道A1的入射點，從輸出通道B2- B41輸出間隔為 IOOGHz的40道單波光信號，光波信號的通道區(qū)間在194. IOThz 192. 20Thz (波長區(qū)間為 1544. 53^1559. 79 nm)，其中，輸出通道化…B41輸出的波長最短的光信號與從輸出通道A^ A41輸出的波長最長的光信號之間的間隔也為100GHz。如圖5所示，是本實用新型雙向AWG 500的第四種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實 施方式中，利用一片雙向AWG 500實現(xiàn)了由一個雙向40通道的AWG實現(xiàn)了 80通道輸出、更 窄波長間隔的功能。利用一個梳狀濾波器510將復(fù)合光信號梳開分成2個部分，梳狀濾波 器510的特點在于，能將波長間隔較密的復(fù)合光信號間隔梳成波長間隔較稀的兩路復(fù)合光 信號。在本實施方式中，假設(shè)輸入的為帶有80路波長、間隔為50GHz的復(fù)合光信號入… ，λ2，λ3，λ4...入79，入80)，貝IJ經(jīng)過才荒狀濾波器510后，復(fù)合光信號λ (X1, λ2，λ2，λ2... λ2, λ 80)被才荒成分另Ij帶有40路波長、間隔為IOOGHz的λ Α ( λ i，λ 3， ... λ 77，λ 79)禾口 λ β (λ 2，λ 4，…λ 78，λ 80)ο將該具有50GHz偏置的復(fù)合光信號λ A和λ B分別連接到輸入波 導(dǎo)501的輸入通道A1和輸出波導(dǎo)505的輸入通道Bp合理設(shè)置輸入通道A1在輸入波導(dǎo)501 和輸入通道B1在輸出波導(dǎo)505的入射點，復(fù)合光信號λ Α經(jīng)過平板波導(dǎo)502和陣列波導(dǎo)光 柵503的衍射和聚焦后，解復(fù)用成40道間隔為IOOGHz的單波光信號分別從輸出通道艮… B41輸出；從輸入通道B1輸入的復(fù)合光信號經(jīng)過平板波導(dǎo)504和陣列波導(dǎo)光柵503的衍射 和聚焦后，解復(fù)用成40道間隔為IOOGHz的單波光信號分別從輸出通道A2…A41輸出。從 A2輸出的光信號相比從化輸出的光信號具有50GHz的偏移；同樣，從其他輸出通道，如，A41 輸出的光信號相比從B41輸出的光信號也具有50GHz的偏移。因此，從A2…A41和B2··· B41 輸出的40道單波光信號按照波長間隔排列，帶有梳狀濾波器510的雙向AWG就成為了單輸 入、80通道、解復(fù)用后間隔為50GHz輸出的AWG裝置。同樣，根據(jù)光的可逆性，如果將本實施 方式中的復(fù)合光信號和80通道單波光信號的方向反向操作，則本實施方式可以看成是80 通道輸入、輸出由80通道間隔為50GHz的單波光信號組成的復(fù)合光信號的AWG裝置。以上只是根據(jù)本實用新型的宗旨舉出的4個典型實施方式，在其他實施方式中， 雙向AWG不僅局限于只有40通道的AWG，也不局限于光信號的輸出方向，即復(fù)用與解復(fù)用 功能；光信號的間隔也不限于本實用新型所揭露的IOOGHz或者50GHz，只要是利用調(diào)整雙 向AWG裝置的輸入/輸出波導(dǎo)上輸入/輸出通道的入射點，雙向光信號通過同一陣列波導(dǎo) 光柵和平板波導(dǎo)得到雙向的復(fù)用/解復(fù)用的功能均屬于本實用新型的范疇。
權(quán)利要求1.一種雙向陣列波導(dǎo)光柵，包括輸入波導(dǎo)、輸出波導(dǎo)、陣列波導(dǎo)光柵和一對平板波導(dǎo)， 其特征在于，所述輸入波導(dǎo)和輸出波導(dǎo)均具有一單通道和一組多通道的光信號通道；復(fù)合 光信號從輸入波導(dǎo)的單通道輸入后，經(jīng)過所述陣列波導(dǎo)光柵和平板波導(dǎo)解復(fù)用成多個單波 光信號從輸出波導(dǎo)的多通道輸出；多條單波光信號從所述輸入波導(dǎo)的多通道輸入后，經(jīng)過 所述陣列波導(dǎo)光柵和平板波導(dǎo)復(fù)用成一復(fù)合光信號從輸出波導(dǎo)的單通道輸出；所述輸入波 導(dǎo)和輸出波導(dǎo)的指定可逆，所述完成復(fù)用和解復(fù)用功能所經(jīng)過的輸入通道、輸出通道內(nèi)的 光信號可逆。
2.如權(quán)利要求1所述的雙向陣列波導(dǎo)光柵，其特征在于，所述雙向陣列波導(dǎo)光柵可以 設(shè)置成復(fù)合光信號從所述輸出波導(dǎo)的單通道輸入后，經(jīng)過所述陣列波導(dǎo)光柵和平板波導(dǎo)解 復(fù)用成多個單波光信號從輸入波導(dǎo)的多通道輸出；復(fù)合光信號從輸入波導(dǎo)的單通道輸入 后，經(jīng)過所述陣列波導(dǎo)光柵和平板波導(dǎo)解復(fù)用成多個單波光信號從輸出波導(dǎo)的多通道輸出ο
3.如權(quán)利要求1所述的雙向陣列波導(dǎo)光柵，其特征在于，所述雙向陣列波導(dǎo)光柵可以 設(shè)置成多條單波光信號從所述輸入波導(dǎo)的多通道輸入后，經(jīng)過所述陣列波導(dǎo)光柵和平板波 導(dǎo)復(fù)用成一復(fù)合光信號從輸出波導(dǎo)的單通道輸出；多條單波光信號從所述輸出波導(dǎo)的多通 道輸入后，經(jīng)過所述陣列波導(dǎo)光柵和平板波導(dǎo)復(fù)用成一復(fù)合光信號從輸入波導(dǎo)的單通道輸出ο
4.如權(quán)利要求1所述的雙向陣列波導(dǎo)光柵，其特征在于，所述雙向陣列波導(dǎo)光柵可以 設(shè)置成多條單波光信號從所述輸入波導(dǎo)的多通道輸入后，經(jīng)過所述陣列波導(dǎo)光柵和平板波 導(dǎo)復(fù)用成一復(fù)合光信號從輸出波導(dǎo)的單通道輸出；復(fù)合光信號從輸入波導(dǎo)的單通道輸入 后，經(jīng)過所述陣列波導(dǎo)光柵和平板波導(dǎo)解復(fù)用成多個單波光信號從輸出波導(dǎo)的多通道輸出ο
5.如權(quán)利要求2所述的雙向陣列波導(dǎo)光柵，其特征在于，所述輸入波導(dǎo)上單通道的入 射點和輸出波導(dǎo)上單通道的入射點選取不同的位置，使得輸出波導(dǎo)上多通道輸出的波長最 長的光信號相比于輸入波導(dǎo)上多通道輸出的波長最短的光信號之間的波長間隔等于多通 道輸出波長兩兩之間的波長間隔；上述過程中光信號的方向可逆。
6.如權(quán)利要求2所述的雙向陣列波導(dǎo)光柵，其特征在于，所述輸入波導(dǎo)上單通道的入 射點和輸出波導(dǎo)上單通道的入射點選取不同的位置，使得輸入波導(dǎo)上多通道輸出的波長最 長的光信號相比于輸出波導(dǎo)上多通道輸出的波長最短的光信號之間的波長間隔等于多通 道輸出波長兩兩之間的波長間隔；上述過程中光信號的方向可逆。
7.一種由如權(quán)利要求2所述雙向陣列波導(dǎo)光柵生成的AWG裝置，其特征在于，所述AWG 裝置還包括梳狀濾波器，所述輸入波導(dǎo)和輸出波導(dǎo)均具有一單通道和一組多通道的光信號 通道；所述梳狀濾波器將波長間隔較密的復(fù)合光信號間隔梳成波長間隔較稀的兩路復(fù)合光 信號分別連接到輸入波導(dǎo)的輸入通道和輸出波導(dǎo)的輸入通道，從輸入波導(dǎo)輸入的復(fù)合光信 號經(jīng)過陣列波導(dǎo)光柵和平板波導(dǎo)后解復(fù)用成多個等波長間隔的單波光信號從輸出波導(dǎo)的 多通道輸出；從輸出波導(dǎo)輸入的復(fù)合光信號經(jīng)過陣列波導(dǎo)光柵和平板波導(dǎo)后解復(fù)用成多個 單波光信號從輸入波導(dǎo)的多通道輸出。
8.如權(quán)利要求7所述的AWG裝置，其特征在于，所述輸入波導(dǎo)上單通道的入射點和輸出 波導(dǎo)上單通道的入射點選取不同的位置，使得輸出波導(dǎo)上多通道輸出的每一個單波光信號相比于輸入波導(dǎo)上多通道輸出的對應(yīng)位置的單波光信號有半個波長間隔的偏置。
專利摘要本實用新型提供一種雙向陣列波導(dǎo)光柵，包括輸入波導(dǎo)、輸出波導(dǎo)、陣列波導(dǎo)光柵和一對平板波導(dǎo)，輸入波導(dǎo)和輸出波導(dǎo)均具有一單通道和一組多通道的光信號通道。復(fù)合光信號從輸入波導(dǎo)的單通道輸入后，經(jīng)過陣列波導(dǎo)光柵和平板波導(dǎo)解復(fù)用成多個單波光信號從輸出波導(dǎo)的多通道輸出；多條單波光信號從輸入波導(dǎo)的多通道輸入后，經(jīng)過陣列波導(dǎo)光柵和平板波導(dǎo)復(fù)用成一復(fù)合光信號從輸出波導(dǎo)的單通道輸出。輸入波導(dǎo)和輸出波導(dǎo)的指定可逆，完成復(fù)用和解復(fù)用功能所經(jīng)過的輸入通道、輸出通道內(nèi)的光信號可逆。本實用新型還揭露了一種利用所述雙向AWG和梳狀濾波器結(jié)合實現(xiàn)具有更多通道、更窄間隔的光復(fù)用和解復(fù)用功能。
文檔編號G02B6/12GK201867510SQ20102060376
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者陳貴明 申請人:深圳新飛通光電子技術(shù)有限公司