一種PLC光分路器芯片中的集成光學波導結構制造技術

本實用新型專利技術涉及一種PLC光分路器芯片中的集成光學波導結構，該結構包括直波導，以及直波導兩端分別連接的第一輸入彎曲波導、第二輸入彎曲波導、第一輸出彎曲波導和第二輸出彎曲波導，構成2×2的X結型耦合結構。所述的第二輸入彎曲波導的寬度大于第一輸入彎曲波導的寬度，所述的第一輸入彎曲波導和第二輸入彎曲波導的曲率半徑相等或不等。與現有技術相比，本實用新型專利技術具有長度小，帶寬平坦度好，易于集成等優點。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于集成光學領域，尤其涉及ー種玻璃基集成光學中光波導的2x2非對稱X結耦合結構及其應用。
技術介紹
光耦合器是光通信網絡中用得比較多的ー種器件，是ー種重要的無源器件。目前普遍采用的是光纖熔融拉錐法制備。將兩根單模光纖除去外包層和涂覆層，將裸露出來的芯層靠攏，在高溫下加熱熔融，井向兩側拉伸。這樣兩根芯層便彼此靠近在一起達IOymt右，光能量可以互相耦合。制作過程中實時測試，實時監測分光比，根據反饋結果控制熔融拉錐過程。但是，光纖熔融拉錐制得的耦合器件比較長，若用在2 X 4，2 X 8，2 X 16，2 X 32， 2X64，2X 128，2X 256器件中，則器件總長度會很大。并且這種耦合器的分光比與光波長有關，帶寬平坦度不好。
技術實現思路
本技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種長度小，帶寬平坦度好，易于集成的PLC光分路器芯片中的集成光學波導結構。本技術的目的可以通過以下技術方案來實現ー種PLC光分路器芯片中的集成光學波導結構，其特征在干，該結構包括直波導，以及直波導兩端分別連接的第一輸入彎曲波導、第二輸入彎曲波導、第一輸出彎曲波導和第二輸出彎曲波導，構成2X2的X結型耦合結構，所述的第二輸入彎曲波導的寬度大于第一輸入彎曲波導的寬度，所述的第一輸入彎曲波導和第二輸入彎曲波導的曲率半徑相等或不等。所述的第一輸入彎曲波導的寬度為I. 5 10 μ m，曲率半徑為200000 2000000 μ m，起點處與水平方向的夾角為O. 5 10度，末端與直波導相接，在相接點處與水平方向的夾角為O度。所述的第二輸入彎曲波導的寬度為2 20 μ m，曲率半徑為200000 2000000 μ m，起點處與水平方向的夾角為O. 5 10度，末端與直波導相接，在相接點處與水平方向的夾角為O度。所述的直波導的寬度為第二輸入彎曲波導的寬度與第一輸入彎曲波導的寬度之和，長度為O 1000 μ m,直波導與水平方向的夾角為O度，直波導前端連接第一輸入彎曲波導和第二輸入彎曲波導，后端連接第一輸出彎曲波導和第二輸出彎曲波導。所述的直波導的寬度為3. 5 30 μ m。所述的第一輸出彎曲波導的寬度為I. 5 15 μ m，曲率半徑為15000 100000 μ m，起點處與水平方向的夾角為O. I I度，末端與水平方向的夾角為0.7 20度。所述的第二輸出彎曲波導的寬度為I. 5 15 μ m，曲率半徑為15000 100000 μ m，起點處與水平方向的夾角為O. I I度，末端與水平方向的夾角為0.7 20度。所述的第二輸出彎曲波導的寬度等于第一輸出彎曲波導的寬度，且第一輸出彎曲波導的寬度與第二輸出彎曲波導的寬度之和等于直波導的寬度，所述的第二輸出彎曲波導的曲率半徑等于第一輸出彎曲波導的曲率半徑，所述的第二輸出彎曲波導起點處與水平方向的夾角等于第一輸出彎曲波導起點處與水平方向的夾角，所述的第二輸出彎曲波導末端與水平方向的夾角等于第一輸出彎曲波導末端與水平方向的夾角。與現有技術相比，本技術2X2非対稱X結耦合結構，主要用于光能量的均分和合波，是用在PLC光分路器2XN型芯片中的集成光學波導結構，這種結構包含兩個輸入端和兩個輸出端。光從兩個輸入端的任意ー個輸入，都可以達到平均分成兩束光的功能。兩個輸出端把一分為ニ的光能量傳播給后續的光路，以完成其它目的或功能。將該非対稱X結耦合結構作為第一級，后續依次連接Y分叉結構，可以得到2 X 4，2 X 8，2 X 16，2 X 32， 2X64,2X128,2X256 功能性器件。與普通的 IXN 器件相比(N = 4，8，16，32，64，128，256)，輸入端多了一路備用通道，在光纖網絡有一路故障時，可以切換到備用通道繼續使用，提高了光網絡的可靠性。本技術結構跟光纖熔融拉錐型光耦合器相比，具有長度小，帶寬平坦度好，易于集成的優點。本技術推出的PLC集成光學芯片型的2X2耦合器，它的優點有(I)損耗對傳輸光波長不敏感，可以滿足不同波長的傳輸需要；(2)分光均勻，可以將信號均勻分配給用戶；(3)結構緊湊，體積小，配合1X2的Y分叉波導，可以設計成2 X 4，2 X 8，2 X 16，2X32,2X64,2X 128,2X256等器件，單芯片的通道數多；(5)多路成本低，分路數越多，成本優勢越明顯。附圖說明圖I為本技術的ー種PLC光分路器芯片中的集成光學波導結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖和具體實施例對本技術進行詳細說明。實施例I如圖I所示，ー種PLC光分路器2XN型芯片中的集成光學波導結構，該結構包括直波導111，以及直波導兩端分別連接的第一輸入彎曲波導101、第二輸入彎曲波導106、第ー輸出彎曲波導114和第二輸出彎曲波導119，構成2X2的X結型耦合結構。所述的第一輸入彎曲波導101的寬度W102為I. 5 μ m，曲率半徑R103為200000 μ m，起點處與水平方向的夾角A104為O. 5度，末端與直波導相接于點P105，在相接點處與水平方向的夾角為O度。所述的第二輸入彎曲波導106的寬度W107為2 μ m，曲率半徑R108為200000 μ m，起點處與水平方向的夾角A109為O. 5度，末端與直波導相接于點Pl 10，在相接點處與水平方向的夾角為O度。所述的第二輸入彎曲波導106的寬度W107大于第一輸入彎曲波導101的寬度W102，所述的第一輸入彎曲波導101和第二輸入彎曲波導106的曲率半徑相等。所述的直波導111的寬度Wl 12為第二輸入彎曲波導106的寬度W107與第一輸入彎曲波導101的寬度W102之和，即直波導111的寬度W112為3· 5μπι，長度L113為O μ m，直波導111與水平方向的夾角為O度，直波導111前端連接第一輸入彎曲波導101和第二輸入彎曲波導106，后端連接第一輸出彎曲波導114和第二輸出彎曲波導119。所述的第一輸出彎曲波導114的寬度W115為I. 75 μ m，曲率半徑R116為15000μπι，起點處與水平方向的夾角Α117為O. I度，末端與水平方向的夾角Α118為O. 7度。所述的第二輸出彎曲波導119的寬度W120為I. 75 μ m，曲率半徑R121為15000 μ m,起點處與水平方向的夾角A122為O. I度，末端與水平方向的夾角A123為O. 7度。所述的第二輸出彎曲波導119的寬度W120等于第一輸出彎曲波導114的寬度W115，且第一輸出彎曲波導114的寬度Wl 15與第二輸出彎曲波導119的寬度W120之和等于直波導111的寬度Wl 12，所述的第二輸出彎曲波導119的曲率半徑R121等于第一輸出彎曲波導114的曲率半徑Rl 16，所述的第二輸出彎曲波導119起點處與水平方向的夾角A122等于第一輸出 彎曲波導114起點處與水平方向的夾角Al 17，所述的第二輸出彎曲波導119末端與水平方向的夾角A123等于第一輸出彎曲波導114末端與水平方向的夾角Al 18。實施例2參見圖I所示，ー種PLC光分路器2XN型芯片中的集成光學波導結構，該結構包括直波導111，以及直波導兩端分別連接的第一輸入彎曲波導101、第二輸入彎曲波導106、第一輸出本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種PLC光分路器芯片中的集成光學波導結構，其特征在于，該結構包括直波導，以及直波導兩端分別連接的第一輸入彎曲波導、第二輸入彎曲波導、第一輸出彎曲波導和第二輸出彎曲波導，構成2×2的X結型耦合結構，所述的第二輸入彎曲波導的寬度大于第一輸入彎曲波導的寬度。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：肖熠，王毅強，商惠琴，王明華，楊建義，郝寅雷，
申請(專利權)人：上海光芯集成光學股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：