一种带有边缘通道的新型阵列波导光栅及其平坦化方法技术

本发明专利技术公开一种带有边缘通道的新型阵列波导光栅及其平坦化方法，其阵列波导光栅，包括：阵列波导光栅核心组件，所述阵列波导光栅核心组件包括中间区域为光栅区域的阵列波导光栅芯片，该阵列波导光栅还包括：位于所述阵列波导光栅芯片的光栅区域背面的加热电极，所述加热电极与所述光栅区域的基材直接接触，所述加热电极在通电时产生热量。本发明专利技术所提供的阵列波导光栅，加热电极直接集成在阵列波导光栅芯片的光栅区域上，使阵列波导光栅的体积减小、结构简化；同时通过调整阵列波导光栅的输出罗兰圆的曲率半径，同时调整非中心输出波导的角度及其在输出罗兰圆上的位置，可实现阵列波导光栅边缘通道输出响应平坦化，且可提高各通道间损耗均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阵列波导光栅器件
，具体为一种带有边缘通道的新型阵列波导光栅及其平坦化方法。
技术介绍
AWG(Arrayed Waveguide Grating，阵列波导光栅)通常用于DWDM系统(DenseWavelength Division Multiplexing，密积型波分复用器)的复用及解复用。阵列波导光栅通过波导光栅衍射实现分波，其中，ITU(Inter-national Telecommunication Union，国际通信联盟)中心波长与波导光栅的材料折射率相关，保证ITU中心波长满足要求，就需要波导光栅的材料折射率稳定。由于波导的基材是石英，其折射率与温度相关，因此，控制ITU中心波长就需控制温度或进行其它补偿。阵列波导光栅采用一组长度差固定波导代替空间光程差实现干涉解复用波长或复用波长，为降低发射端激光器和接收端探测器苛刻要求，阵列波导光栅输出响应谱应为平坦型，同时要求中间通道输出响应峰损耗与边缘通道输出响应峰损耗相差不超过1dB。在常规的阵列波导光栅设计中，在输入波导与输入罗兰圆处采用多模干涉仪(MMI)实现输出响应峰平坦化，其输出响应如图1所示，可以看出，边缘通道平坦化变形严重，且输出谱包络面分布为单缝衍射光栅的衍射面，近似为高斯型分布，各通道输出谱峰值不均匀，中心通道输出谱与边缘通道输出谱峰值损耗相差较大，约为2-3dB。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种带有边缘通道的新型阵列波导光栅及其平坦化方法，以解决上述
技术介绍
中的问题。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种带有边缘通道的新型阵列波导光栅，包括：阵列波导光栅核心组件，所述阵列波导光栅核心组件包括中间区域为光栅区域的阵列波导光栅芯片，该阵列波导光栅还包括：位于所述阵列波导光栅芯片的光栅区域背面的加热电极，所述加热电极与所述光 栅区域的基材直接接触，所述加热电极在通电时产生热量。优选的，所述加热电极呈S型或呈N型弯折分布；所述加热电极的材料为铬、铬合金、钨或钨合金。优选的，所述阵列波导光栅还包括：位于所述阵列波导光栅芯片背面，且分别与所述加热电极的两端电性相连的第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘和所述第二焊盘分别与正极和负极电性相连。优选的，所述第一焊盘和所述第二焊盘分别位于所述阵列波导光栅芯片的两端；所述第一焊盘和所述第二焊盘的材料为金、铝或铝硅合金。优选的，所述阵列波导光栅还包括：位于所述阵列波导光栅芯片背面的支撑结构，所述支撑结构用于支撑所述阵列波导光栅芯片。一种带有边缘通道的新型阵列波导光栅的平坦化方法，包括以下步骤：取一阵列波导光栅；以所取阵列波导光栅的中心输出波导为对称轴，调整输出罗兰圆的曲率半径，同时调整非中心输出波导与中心输出波导之间的夹角，以及非中心输出波导在输出罗兰圆上的位置，从而实现阵列波导光栅边缘通道输出响应平坦化，且可提高各通道间损耗均匀性。将所述输出罗兰圆的曲率半径增大为原曲率半径的1-10倍，调整所述非中心输出波导与所述中心输出波导之间的夹角，使所述非中心输出波导的延长线相交于所述输出罗兰圆调整后的曲率中心点，调整所述非中心输出波导在所述输出罗兰圆上的位置，其调整量δx由所述阵列波导光栅的输出通道间距原设计值Δx，通道波长间隔原设计值Δλ及所述阵列波导光栅模拟输出光谱的通道波长间隔偏离原设计值Δλ的偏移量δλ决定：与已公开技术相比，本专利技术存在以下优点：本专利技术所提供的阵列波导光栅，加热电极直接集成在阵列波导光栅芯片的光栅区域上，这相对于现有技术中单独设置的加热片和导热铝板，使阵列波导光栅的体积减小、结构简化；同时通过调整阵列波导光栅的输出罗兰圆的曲率半径，同时调整非中心输出波导的角度及其在输出罗兰圆上的位置，可实现阵列波导光栅边缘通道输出响应平坦化，且可提高各通道间损耗均匀性。具体实施方式为了使本专利技术的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1、图2所示一种带有边缘通道的新型阵列波导光栅，包括：阵列波导光栅核心组件，所述阵列波导光栅核心组件包括中间区域为光栅区域2011的阵列波导光栅芯片201，该阵列波导光栅还包括：位于所述阵列波导光栅芯片201的光栅区域2011背面的加热电极204，所述加热电极204与所述光栅区域2011的基材直接接触，所述加热电极204在通电时产生热量。具体地，所述加热电极呈S型或呈N型弯折分布；所述加热电极的材料为铬、铬合金、钨或钨合金。具体地，所述阵列波导光栅还包括：位于所述阵列波导光栅芯片背面，且分别与所述加热电极的两端电性相连的第一焊盘202和第二焊盘203，所述第一焊盘202和所述第二焊盘203分别与正极和负极电性相连。具体地，所述第一焊盘202和所述第二焊盘203分别位于所述阵列波导光栅芯片的两端；所述第一焊盘202和所述第二焊盘203的材料为金、铝或铝硅合金。具体地，所述阵列波导光栅还包括：位于所述阵列波导光栅芯片背面的支撑结构，所述支撑结构用于支撑所述阵列波导光栅芯片。实例1：如图3所示，一种带有边缘通道的新型阵列波导光栅的平坦化方法，包括以下步骤：1)取一阵列波导光栅1；2)以所取的阵列波导光栅1的中心输出波导2为对称轴，调整输出罗兰圆3的曲率半径R＝40000，使其增大为原曲率半径r的2倍以上，同时，调整非中心输出波导4与中心输出波导2之间的夹角为8度，使非中心输出波导4的延长线相交于输出罗兰圆3调整后的曲率中心点C，调整非中心输出波导4在输出罗兰圆3上的位置，其调整量δx由阵列波导光栅1的输出通道间距原设计值Δx＝10UM，通道波长间隔原设计值Δλ及阵列波导光栅1模拟输出光谱的通道波长间隔偏离原设计值Δλ的偏移量δλ 决定： δx = Δx Δλ · δλ . ]]>图4中，实线标示标准的阵列波导光栅1，虚线为调整后的阵列波导光栅。阵列波导光栅1的波导材料可以是二氧化硅、绝缘体上硅、磷化铟或低损耗聚合物。本专利技术阵列波导光栅的输出全谱如图5所示，图6是本专利技术阵列波导光栅与调整前的常规阵列波导光栅的输出谱比较图。可以看出，本专利技术阵列波导光栅的边缘通道平坦度明显改善，通道间损耗差异约1dB，从而不仅实现了阵列波导光栅边缘通道的平坦化，而且提高了中心通道与边缘通道响应峰损耗均匀性。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征及本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。附图说明图1为本专利技术的阵列波导光栅背面结构示意图。图2为本专利技术的阵列波导光栅正面结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有边缘通道的新型阵列波导光栅及其平坦化方法，包括：阵列波导光栅核心组件，其特征在于：所述阵列波导光栅核心组件包括中间区域为光栅区域的阵列波导光栅芯片，该阵列波导光栅还包括：位于所述阵列波导光栅芯片的光栅区域背面的加热电极，所述加热电极与所述光栅区域的基材直接接触，所述加热电极在通电时产生热量。

【技术特征摘要】
1.一种带有边缘通道的新型阵列波导光栅及其平坦化方法，包括：阵列波导光栅核心组件，其特征在于：所述阵列波导光栅核心组件包括中间区域为光栅区域的阵列波导光栅芯片，该阵列波导光栅还包括：位于所述阵列波导光栅芯片的光栅区域背面的加热电极，所述加热电极与所述光栅区域的基材直接接触，所述加热电极在通电时产生热量。2.根据权利要求1所述的一种带有边缘通道的新型阵列波导光栅，其特征在于：所述加热电极呈S型或呈N型弯折分布；所述加热电极的材料为铬、铬合金、钨或钨合金。3.根据权利要求1所述的一种带有边缘通道的新型阵列波导光栅，其特征在于：所述阵列波导光栅还包括：位于所述阵列波导光栅芯片背面，且分别与所述加热电极的两端电性相连的第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘和所述第二焊盘分别与正极和负极电性相连。4.根据权利要求3所述的一种带有边缘通道的新型阵列波导光栅，其特征在于：所述第一焊盘和所述第二焊盘分别位于所述阵列波导光栅芯片的两端；所述第一焊盘和所述第二焊盘的材料为金、铝或铝硅合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕耀安，翟继鑫，
申请(专利权)人：无锡宏纳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32