本发明专利技术实施例公开了一种波分复用WDM接收机装置和无源光网络系统，所述装置包括：一个偏振相关的阵列波导光栅，包括一个输入波导、两个FPR、多个阵列波导和第一数量的输出波导；输入波导接收入射的具有两种偏振的光信号，光信号具有第二数量的波长，通过FPR和阵列波导将TE偏振的光信号色散到第一组输出波导，将TM偏振的光信号色散到第二组输出波导；每个单模-多模耦合器都用于接收第一组输出波导输出的对应波长的TE偏振光信号和第二组输出波导输出的对应波长的TM偏振光信号，并将TE偏振光信号和TM偏振光信号耦合，通过多模波导输出给对应的光探测器，光探测器将耦合后的光信号转换成电信号输出。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种波分复用WDM接收机装置和无源光网络系统
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种波分复用WDM接收机装置和无源光网络系统。
技术介绍
在波分复用（WavelengthDivisionMultiplex，WDM）光通信系统中，具有等间距的多个光波长的信号会同时从光分配网络（OpticalDistributionNetwork，ODN）入射到WDM接收机,并在WDM接收机中通过解复用器（DeMutiplexer，Demux）在空间上分开到不同的通道中，再分别被各通道所连接的光探测器（PhotoDetector,PD）所接收，转变成电信号进行处理,如图1所示。原则上，需要将每个波长的信号完全分开到其对应的通道上去以避免对其他信道的干扰。随着光通信结束的发展，绝缘体上硅（SiliconOnIsolator,SOI）基硅光技术已经受到广泛重视，基于SOI的硅光平台具有尺寸小，制作成本低的特点。但是，由于SOI波导具有极高的折射率差，因此基于SOI平台制作的阵列波导光栅（ArrayWaveguideGrating,AWG）Demux会遇到严重的偏振敏感问题。通常在光纤中传输的光波都可以分为横电模TE和横磁模TM两种偏振态，在SOI基的AWG对于这两种偏振的折射率是不同的，因此由于偏振态的不同，同一波长的光信号会被色散到两个不同的位置上，从而使得器件无法完成解复用的功能。对于SOI上的偏振不敏感Demux，已经提出了多种解决方案，例如采用光栅耦合器将入射光偏振分离，然后分别通过两个AWG解复用，再利用多个光栅耦合器将同一波长通道的光波合起来。原理上，这个结构可以解决偏振敏感问题，但是这种设计需要复杂的偏振分离光栅辅助耦合器，对制作精度要求很高，另外需要两个AWG，增大了整个器件的面积，此外，需要将两个AWG对应通道到的解复用波长完全对准才能实现，因此实现起来难度很大。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种波分复用WDM接收机装置和无源光网络系统，具有低成本，设计简化的特点和较高的工艺容差能力。第一方面，本专利技术实施例提供了一种波分复用WDM接收机装置，包括：一个偏振相关的阵列波导光栅，包括一个输入波导、两个自由衍射区FPR、多个阵列波导和第一数量的输出波导；所述输入波导接收入射的具有横电模TE偏振和横磁模TM偏振的两种偏振的波分复用WDM光信号，所述WDM光信号具有第二数量的波长，并通过所述两个FRP和所述两个FRP之间的多个阵列波导将TE偏振的所述光信号色散到第一组输出波导，将TM偏振的所述光信号色散到第二组输出波导；其中所述第一数量为第二数量的两倍；多个单模-多模耦合器，每个所述单模-多模耦合器用于接收所述第一组输出波导输出的对应波长的TE偏振光信号，和第二组输出波导输出的对应波长的TM偏振光信号，并将所述TE偏振光信号和TM偏振光信号耦合，通过多模波导输出；多个光探测器，每个所述光探测器接收对应的所述多模波导输出的耦合后的TE偏振光信号和TM偏振光信号，并将所述耦合后的TE偏振光信号和TM偏振光信号转换成电信号输出。在第一种可能的实现方式中，所述通过所述两个FRP和所述两个FRP之间的多个阵列波导将TE偏振的所述光信号色散到第一组输出波导，将TM偏振的所述光信号色散到第二组输出波导具体为：所述WDM光信号经过第一FRP后按照不同功率分别经过相应的阵列波导传输后入射到第二FPR，通过所述第二FPR将所述横电模TE偏振的光信号色散到第一组输出波导，将横磁模TM偏振的光信号色散到第二组输出波导输出；其中，相邻两根的阵列波导之间具有固定的长度差。在第二种可能的实现方式中，所述WDM光信号的波长与色散后的TE偏振的光信号的输出角度βTE满足：nTEdsinβTE+n’TEΔL=mTEλ其中，nTE和n’TE分别是TE偏振下FPR和阵列波导的折射率；mTE为TE偏振的衍射级次；d为相邻两根阵列波导在FPR入口处的间距；λ为WDM光信号的波长；ΔL为相邻两根阵列波导的长度差。结合第一方面或第一方面的第二种实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述第一组输出波导为第一数量个，所述第一组输出波导包括的第一数量的TE输出波导对应的衍射级次相同。在第四种可能的实现方式中，所述WDM光信号的波长与色散后的TM偏振的光信号的输出角度βTM满足：nTMdsinβTM+n’TMΔL=mTMλ其中，nTM和n’TM分别是TE偏振下FPR和阵列波导的折射率；mTM为TM偏振衍射级次；d为相邻两根阵列波导在FPR入口处的间距；λ为WDM光信号的波长；ΔL为相邻两根阵列波导的长度差。结合第一方面或第一方面的第四种实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述第二组输出波导为第一数量个，所述第二组输出波导包括的第一数量的TM输出波导对应的衍射级次相同。在第六种可能的实现方式中，所述第一组输出波导对应的衍射级次与所述第二组输出波导对应的衍射级次不同。在第七种可能的实现方式中，所述单模-多模耦合器、多模波导以及光探测器的数量具体为第一数量个。在第八种可能的实现方式中，所述第一组输出波导的位置与所述第二组输出波导的位置不重叠。第二方面，本专利技术实施例提供了一种无源光网络系统，所述无源光网络系统包括第一方面提供的波分复用WDM接收机装置。本专利技术实施例的波分复用WDM接收机装置，通过采用一个AWG分离波长和偏振，同时采用单模-多模耦合结构，具有低成本，设计简化的特点和较高的工艺容差能力。附图说明图1为现有技术中波分复用接收机装置的示意图；图2为本专利技术实施例提供的波分复用WDM接收机装置的示意图；图3为本专利技术实施例提供的AWG结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的无源光网络系统的示意图。下面通过附图和实施例，对本专利技术实施例的技术方案做进一步的详细描述。具体实施方式本专利技术实施例提供的波分复用WDM接收机装置，可以应用于硅光通信系统中，特别适用于解决具有基于SOI基制作的AWGDemux的WDM接收机的偏振敏感问题。图2为本专利技术实施例提供的WDM接收机装置的示意图。如图所示，WDM接收机装置包括：一个偏振相关的AWG1、多个单模-多模耦合器2和多个光探测器3。一个偏振相关的AWG1，包括一个输入波导11、两个FPR121、122、m个阵列波导123和2n个输出波导13，其中m、n为正整数。输入波导13接收入射的具有两种偏振的WDM光信号，这两种偏振分别为TE偏振和TM偏振。WDM光信号具有n种波长，并通过FRP12将横电模TE偏振的光信号色散到第一组输出波导131，将横磁模TM偏振的光信号色散到第二组输出波导132。其中，AWG的结构具体如图3的AWG结构示意图所示。在AWG1中，两个FPR121、122结构一致，优选的都是由上下边界由两个半径为2倍关系的相切的圆的圆弧构成，小圆称为罗兰圆，大圆称为光栅圆，阵列波导123入口和出口分别排列在光栅圆上，输入波导11和输出波导13连接FPR121、122的入口则依次排列在罗兰圆上。WDM光信号由输入波导11输入，经过第一FPR121之后光波发散按照不同功率分别进入m根阵列波导123里进行传输，阵列波导123中，相邻的两根阵列波导的长度差为定值ΔL，光波经过阵列波导123传输后入射到第二FPR122，由于阵列波导123的干本文档来自技高网...
【技术保护点】
PCT国内申请，权利要求书已公开。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种波分复用WDM接收机装置，其特征在于，所述装置包括：一个偏振相关的阵列波导光栅，包括一个输入波导、两个自由衍射区FPR、多个阵列波导和第一数量的输出波导；所述输入波导接收入射的具有横电模TE偏振和横磁模TM偏振的两种偏振的波分复用WDM光信号，所述WDM光信号具有第二数量的波长，并通过所述两个FRP和所述两个FRP之间的多个阵列波导将TE偏振的所述光信号干涉到第一组输出波导，将TM偏振的所述光信号干涉到第二组输出波导；其中所述第一数量为第二数量的两倍；多个单模-多模耦合器，每个所述单模-多模耦合器用于接收所述第一组输出波导输出的对应波长的TE偏振光信号，和第二组输出波导输出的对应波长的TM偏振光信号，并将所述TE偏振光信号和TM偏振光信号耦合，通过多模波导输出；多个光探测器，每个所述光探测器接收对应的所述多模波导输出的耦合后的TE偏振光信号和TM偏振光信号，并将所述耦合后的TE偏振光信号和TM偏振光信号转换成电信号输出。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通过所述两个FRP和所述两个FRP之间的多个阵列波导将TE偏振的所述光信号色散到第一组输出波导，将TM偏振的所述光信号色散到第二组输出波导具体为：所述WDM光信号经过第一FRP后按照不同功率分别经过相应的阵列波导传输后入射到第二FPR，通过所述第二FPR将所述横电模TE偏振的光信号色散到第一组输出波导，将横磁模TM偏振的光信号色散到第二组输出波导输出；其中，相邻两根的阵列波导之间具有固定的长度差。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述WDM光信...
【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，周小平，胡菁，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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