一种具有波长选择性的1×N功分器制造技术

本发明专利技术公开了一种具有波长选择性的１×Ｎ功分器，包含一条输入光波导、一条输出光波导及一个输入／输出耦合器、Ｎ条分束光波导及Ｎ个分束耦合器。Ｎ条分束光波导及Ｎ个分束耦合器分布于输入／输出耦合器的同一侧或两侧；输入／输出耦合器与各个分束耦合器依次相连，构成环形腔。从输入光波导进入输入／输出耦合器的光信号，满足环形腔谐振条件的光信号通过Ｎ个分束耦合器从Ｎ条分束光波导输出，不满足环形腔谐振条件的光信号从输出光波导输出。本发明专利技术的具有波长选择性的１×Ｎ功分器，融合了滤波器与功分器的功能，具有尺寸小、结构简单、易于实现的优点，适合于任何类型的光波导，不需要额外工艺步骤，具有结构设计简单、制作工艺简单、成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及1 xN功分器，尤其涉及一种具有波长选择性的1 xN功分器。
技术介绍
除骨干网和城域网，光纤到户接入网逐渐成为光通信的重要发展建设方向。 光纤到户(FTTH)可向用户提供极丰富的带宽，是一种理想的接入模式，是未来 光纤通信系统解决"最后一公里"的最好方式，并将成为新一代宽带网络的标志。 这对光器件提出了新的技术要求并为之开辟了一个崭新的应用领域。在光纤到户接入网系统中，通常使用无源光网络技术(PON， passive optical network)。其中，滤波器和lxN功分器都是PON网络中的必需基本元器件。常见 的功分器技术包括基于多模干涉(MMI， multimode interference)自成像的lxN MMI耦合器、级联多级Y分支的lxN耦合器。然而这些技术不易实现多通道的均 匀功率分配比率或任意功率分配比率，而且，器件尺寸往往较大。在以往的技 术中，为了实现通道选择以及广播的功能，通常使用滤波器与功分器的组合。 这不仅增加了器件成本、增大了器件尺寸，还降低了器件的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出一种具有波长选择性的lxN功分 器，以实现滤波器与功分器的组合功能，并获得多通道的均匀功率分配比率或 任意功率分配比率，满足网络系统的需求。为达上述目的，本专利技术有以下两种技术解决方案。 方案1:本专利技术的具有波长选择性的lxN功分器，包括具有两个输入端和两个输出 端的输入/输出耦合器，分布在输入/输出耦合器同一侧的N个分束耦合器以及N 条分束光波导，N为正整数，每个分束耦合器具有一个输入端和两个输出端，N 个分束耦合器依次串联后的两端分别与输入/输出耦合器的第一个输出端和第一 个输入端相连，构成一个环形腔，各个分束耦合器的另一个输出端分别连接一 条分束光波导，输入/输出耦合器的第二个输入端接输入光波导，第二个输出端 接输出光波导，光信号从输入光波导进入输入/输出耦合器，满足环形腔谐振条 件的光信号通过N个分束耦合器从N条分束光波导输出，不满足环形腔谐振条 件的光信号从输出光波导输出。方案2:本专利技术的具有波长选择性的lxN功分器，包括具有三个输入端和三个输出 端的输入/输出耦合器，N个分束耦合器以及N条分束光波导，N为正整数，每 个分束耦合器具有一个输入端和两个输出端，其中M个分束耦合器和M条分束 光波导分布在输入/输出耦合器的一侧、M'个分束耦合器和M'条分束光波导分布 在输入/输出耦合器的另一侧，M+M'=N; M个分束耦合器依次串联后的两端分 别与输入/输出耦合器的第一个输出端和第一个输入端相连，构成第一个环形腔， M'个分束耦合器依次串联后的两端分别与输入/输出耦合器的第二个输出端和第 二个输入端相连，构成第二个环形腔，各个分束耦合器的另一个输出端分别连 接一条分束光波导，输入/输出耦合器的第三个输入端接输入光波导，第三个输 出端接输出光波导，光信号从输入光波导进入输入/输出耦合器，满足环形腔谐 振条件的光信号分别通过M个和M'个分束耦合器从M条和M'条分束光波导输 出，不满足环形腔谐振条件的光信号从输出光波导输出。上述两种技术方案中，所说的输入/输出耦合器和分束耦合器可以是基于横 向的倏逝波耦合器，或是基于垂直的倏逝波耦合器。输入/输出耦合器和分束耦合器也可以是基于横向的多模干涉耦合器，或是 基于垂直的多模干涉耦合器。输入/输出耦合器和分束耦合器还可以是基于上-下载滤波器结构或上-下载 滤波器的级联结构。本专利技术通过调节输入/输出耦合器和分束耦合器的耦合系数，可获得均匀功 率分配比率的lxN功分器、或lxN的任意功率分配比率的功分器。 本专利技术具有的有益效果是1. 本专利技术的具有波长选择性的lxN功分器，融合了滤波器与功分器的功能， 具有尺寸小、结构简单、易于实现的优点。2. 本专利技术的具有波长选择性的lxN功分器，通过调节输入/输出耦合器和分 束耦合器的耦合系数，很容易获得均匀功率分配比率的lxN功分器(且N可为 任意整数)、或者lxN的任意功率分配比率的功分器。3. 本专利技术的具有波长选择性的lxN功分器适合于任何类型的光波导，不需 要额外工艺步骤，具有结构设计简单、制作工艺简单、成本低等优点。 附图说明图l是本专利技术方案l原理示意图； 图2是本专利技术方案2原理示意图； 图3是本专利技术方案1的一种具体实例；图4是本专利技术方案1的另 一种具体实例；图5是图4实例的输出频谱图； 图6是本专利技术方案1的第三种具体实例； 图7是图6实例的输出频谱图； 图8是本专利技术方案1的第四种具体实例；图9是本专利技术方案2的一种具体实例。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。参照图1，本专利技术的具有波长选择性的lxN功分器，包括具有两个输入端 和两个输出端的输入/输出耦合器5，分布在输入/输出耦合器5同一侧的N个分 束耦合器3以及N条分束光波导4，图例中N=6，每个分束耦合器3具有一个 输入端和两个输出端，6个分束耦合器3依次串联后的两端分别与输入/输出耦 合器5的第一个输出端和第一个输入端相连，构成一个环形腔，各个分束耦合 器3的另一个输出端分别连接一条分束光波导4，输入/输出耦合器5的第二个 输入端接输入光波导1，输入/输出耦合器5的第二个输出端接输出光波导2。光 信号从输入光波导1进入输入/输出耦合器5，满足环形腔谐振条件的光信号通 过N个分束耦合器从N条分束光波导输出，不满足环形腔谐振条件的光信号从 输出光波导2输出。参照图2，本专利技术的具有波长选择性的lxN功分器，包括具有三个输入端 和三个输出端的输入/输出耦合器5， N个分束耦合器3以及N条分束光波导4， 图例中N=12，每个分束耦合器3具有一个输入端和两个输出端，其中6个分束 耦合器3和6条分束光波导4分布在输入/输出耦合器5的一侧，该6个分束耦 合器依次串联后的两端分别与输入/输出耦合器5的第一个输出端和第一个输入 端相连，构成第一个环形腔，另外6个分束耦合器3和6条分束光波导4分布 在输入/输出耦合器5的另一侧，这6个分束耦合器3依次串联后的两端分别与 输入/输出耦合器5的第二个输出端和第二个输入端相连，构成第二个环形腔， 各个分束耦合器3的另一个输出端分别连接一条分束光波导4，输入/输出耦合 器5的第三个输入端接输入光波导1，输入/输出耦合器5的第三个输出端接输 出光波导2，光信号从输入光波导1并通过输入/输出耦合器5进入环形腔，满 足环形腔谐振条件的光信号分别通过6个分束耦合器从6条分束光波导输出， 不满足环形腔谐振条件的光信号从输出光波导2输出。图3是本专利技术采用方案1的一种具体实例，此例中，N-3，输入/输出耦合器5和分束耦合器3均采用多模干涉耦合器。图4是本专利技术采用方案1的另一种具体实例，此例中，N=3，输入/输出耦合 器5和分束耦合器3均采用横向的倏逝波方向耦合器。环形腔半径为2.83pm，谐 振波长为1534.22nm，包含三条分束光波导4。通过输入/输出耦合器的耦合系数 为0.1410，分束耦合器的耦合系数均为0.0817。图5给出了图4实例的输出光波导 和三条分束光波导(4-a、 4-b、 4-c)的输出频谱图。由图可见，实现了谐振波长 的功率均匀分配(33.3%: 33.3%: 3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有波长选择性的１×Ｎ功分器，其特征是包括具有两个输入端和两个输出端的输入／输出耦合器（５），分布在输入／输出耦合器（５）同一侧的Ｎ个分束耦合器（３）以及Ｎ条分束光波导（４），Ｎ为正整数，每个分束耦合器（３）具有一个输入端和两个输出端，Ｎ个分束耦合器（３）依次串联后的两端分别与输入／输出耦合器（５）的第一个输出端和第一个输入端相连，构成一个环形腔，各个分束耦合器（３）的另一个输出端分别连接一条分束光波导（４），输入／输出耦合器（５）的第二个输入端接输入光波导（１），第二个输出端接输出光波导（２），光信号从输入光波导（１）进入输入／输出耦合器（５），满足环形腔谐振条件的光信号通过Ｎ个分束耦合器从Ｎ条分束光波导输出，不满足环形腔谐振条件的光信号从输出光波导（２）输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴道锌，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]