專利名稱：陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器，特別用于光信號多路復(fù)用器、光信號多路分離器或者光信號多路復(fù)用器/多路分離器中的至少一種。
近些年來，在光通信領(lǐng)域中，作為極大地提高傳輸容量的一種方法，人們對波分復(fù)用(WDM)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了積極的研究和開發(fā)，這種傳輸系統(tǒng)的實際應(yīng)用目前正在進(jìn)行之中。這種波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)利用波分復(fù)用傳輸，例如多束光，每束都互相具有不同波長的光。在這種波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)中，需要一個光信號多路復(fù)用器/多路分離器將多束光經(jīng)過了波分復(fù)用的光信號進(jìn)行多路分離，這多束光中的每一束光都互相具有不同的波長，或者用這束光多路復(fù)用器/多路分離器將每束光都互相具有不同波長的多束光進(jìn)行多路復(fù)合。
作為光信號多路復(fù)用器/多路分離器的一個實例，一種陣列波導(dǎo)光柵(AWG)類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器已經(jīng)被人們所了解。這種陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器是通過在一個基底11上形成一個光波導(dǎo)單元10來組成的，這個光波導(dǎo)單元10具有如圖7A所示的一個波導(dǎo)。
這個陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的構(gòu)造包括一個或者多個并列放置的光輸入波導(dǎo)12、與光輸入波導(dǎo)12的輸出端連接的第一個平板波導(dǎo)13、和第一個平板波導(dǎo)13的輸出端連接的一個陣列波導(dǎo)14、與陣列波導(dǎo)14的輸出端連接的第二個平板波導(dǎo)15、跟并列放置的第二個平板波導(dǎo)15的輸出端連接的多個光輸出波導(dǎo)16。這個陣列波導(dǎo)14還包括并列放置的多個信道波導(dǎo)14a。
前面介紹的傳輸?shù)谝粋€平板波導(dǎo)13輸出的光信號的每一個信道波導(dǎo)14a都具有不同的預(yù)定長度。
例如光輸入波導(dǎo)12或者光輸出波導(dǎo)16，它們提供的個數(shù)對應(yīng)于具有互不相同的光波長的信號光的個數(shù)，例如，用陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器進(jìn)行多路分離。信道波導(dǎo)14a的個數(shù)通常會有例如100個波導(dǎo)這樣多。但是為了使說明簡單，在圖7A中給出的每個波導(dǎo)12、14a、16的個數(shù)是非正式的。另外，形成的這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器相對于圖中的虛線C是近似對稱的。
圖7B畫出了圖7A中用點劃線描述的框A中那部分的放大了的原理圖。如同這個圖所示，在常規(guī)的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器中，形狀相當(dāng)彎曲的光輸入波導(dǎo)12的輸出端與第一個平板波導(dǎo)13的輸入端直接相連。另外，形狀相當(dāng)彎曲的光輸出波導(dǎo)16的輸入端同樣的與第二個平板波導(dǎo)15的輸出端直接相連。
這些光輸入波導(dǎo)12，例如與發(fā)射端的光纖相連，以至于使經(jīng)過了波分復(fù)用的光信號能夠進(jìn)入其中。通過光輸入波導(dǎo)12中的一個光輸入波導(dǎo)進(jìn)入第一個平板波導(dǎo)13的光信號因為折射效應(yīng)而發(fā)生折射，進(jìn)入多個信道波導(dǎo)14a中的每一個，并通過陣列波導(dǎo)14傳播。
通過陣列波導(dǎo)14傳播的光信號到達(dá)第二個平板波導(dǎo)15，進(jìn)一步聚焦進(jìn)入光輸出波導(dǎo)16，并從那里輸出。由于每個信道波導(dǎo)14a的長度互相之間相差預(yù)先確定的長度，在光信號通過每個信道波導(dǎo)14a傳播以后，每束光都產(chǎn)生了一個相移，從而使光的相位波前(phase front)按照預(yù)先確定的長度發(fā)生傾斜。由于光的匯聚位置是按照這個傾斜角來確定的，所以，具有不同波長的光的匯聚位置互不相同。這樣，通過在每個波導(dǎo)的光聚焦位置形成光輸出波導(dǎo)16，就有可能按照預(yù)先設(shè)計的波長間隔，從對應(yīng)于每個波長的相應(yīng)的光輸出波導(dǎo)16輸出具有不同波長的光。
例如，如圖7A所示，當(dāng)經(jīng)過了波分復(fù)用具有預(yù)先設(shè)計的波長間隔的不同波長λ1、λ2、λ3……λn(n是一個大于1的整數(shù))的光從一個光輸入波導(dǎo)12輸入的時候，這束光被第一個平板波導(dǎo)13折射，并到達(dá)陣列波導(dǎo)14。然后，它通過陣列波導(dǎo)14和平板波導(dǎo)15向前傳播，并按照上面描述過的方式匯聚到不同的位置，這些位置取決于它們的波長，從而使具有不同波長的輸入光分別進(jìn)入不同的光輸出波導(dǎo)16。此外，它們經(jīng)過相應(yīng)的不同光輸出波導(dǎo)16傳播，并從光輸出波導(dǎo)16的輸出端輸出。通過連接一根光纖到每束光輸出波導(dǎo)16的輸出端，上述的每一波長的光就能夠從光纖中傳出來。
另外，由于陣列波導(dǎo)光柵利用了光的互逆(可逆性)原理，所以它不僅具有光信號多路分離器的功能，還具有光信號多路復(fù)用器的功能。換句話說，如果從對應(yīng)于每一波長的相應(yīng)的光輸出波導(dǎo)16輸入具有預(yù)先確定的波長間隔的不同波長的多束光，那么，與圖7A所示的情況相反，通過跟上述的路徑方向相反的路徑傳播，這些光信號被多路復(fù)合，從而使具有不同波長的光信號從單獨一個光輸入波導(dǎo)12輸出。
在這個陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器中，陣列波導(dǎo)光柵波長分辨力的改進(jìn)是與構(gòu)成這一陣列波導(dǎo)光柵的相鄰信道波導(dǎo)14a之間的長度差(ΔL)成正比。因此，通過將ΔL設(shè)計成一個較大的值，經(jīng)歷了波分復(fù)用以后，具有很窄波長間隔的光的光信號多路復(fù)用器/多路分離器就成為可能，而傳統(tǒng)的光信號多路復(fù)用器/多路分離器就很難實現(xiàn)這一點。例如，通過將ΔL設(shè)計成一個更大的值，從而使多路復(fù)用或者多路分離的設(shè)計波長間隔等于或者小于1納米，就能針對波長間隔等于或者小于1納米的多束光實現(xiàn)多路復(fù)用/多路分離功能，從而使實現(xiàn)高密度波分復(fù)用通信所需要的多束光的光信號多路復(fù)合/多路分離功能得以實現(xiàn)。
本發(fā)明中的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器，包括一個或者多個并列放置的光輸入波導(dǎo)；第一個平板波導(dǎo)，其與這個光輸入波導(dǎo)的輸出端連接；一個陣列波導(dǎo)，其與第一個平板波導(dǎo)的輸出端連接并包括并列放置的多個信道波導(dǎo)，該多個信道波導(dǎo)互相之間具有預(yù)先確定尺寸的不同長度；第二個平板波導(dǎo)，其與這個陣列波導(dǎo)的輸出端連接；多個并列放置的光輸出波導(dǎo)，其與第二個平板波導(dǎo)輸出端連接。這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器有一個多路分離功能，能夠?qū)⒕哂蓄A(yù)先確定的設(shè)計波長間隔的多個不同波長的復(fù)合光信號，多路分離成多束光，每束光都具有不同的波長；這個陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器還具有多路復(fù)用功能，能夠?qū)⒕哂蓄A(yù)先確定的設(shè)計波長間隔的多束光多路復(fù)合起來。在光信號多路分離的過程中，具有多個不同波長和預(yù)定設(shè)計波長間隔整數(shù)倍的光，被輸入這個陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的光輸入波導(dǎo)，具有不同波長的多束光被多路分離出來，從光輸出波導(dǎo)一端輸出；在光信號的多路復(fù)用過程中，互相之間相隔預(yù)先確定的設(shè)計波長間隔整數(shù)倍的光，被輸入這個陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的光輸出波導(dǎo)，每一波長的光被多路復(fù)合，從光輸入波導(dǎo)一端輸出，其中將一個近似矩形光幅度分布形成波導(dǎo)連接在一個或者多個光輸入波導(dǎo)和一個或者多個光輸出波導(dǎo)中的至少一個跟一個平板波導(dǎo)之間，作為耦合連接，這個近似矩形光幅度分布形成波導(dǎo)改變了光傳播的幅度分布，其從光輸入波導(dǎo)一端或者光輸出波導(dǎo)一端到對應(yīng)的平板波導(dǎo)一端傳播并從高斯形狀改變成近似矩形。
下面結(jié)合附圖就本發(fā)明的實施例進(jìn)一步說明如下，其中圖1A是本發(fā)明第一個實施例中陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的一個框圖1B是圖1A中區(qū)域A部分的放大圖；圖2A是第一個實施例中陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器在喇叭型波導(dǎo)輸出端的光的幅度分布圖；圖2B是第一個實施例中陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的光傳輸特性圖；圖3是本發(fā)明第二個實施例中陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的光輸入波導(dǎo)的輸出端的一個框圖；圖4是說明在第二個實施例中的光通過光輸入波導(dǎo)和梯形波導(dǎo)傳播的三維光幅度分布圖；圖5是第二個實施例中梯形波導(dǎo)輸出端的光的幅度分布圖；圖6A、6B是說明本發(fā)明另一個實施例的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器中，光輸入波導(dǎo)和第一個平板波導(dǎo)連接部分的一個結(jié)構(gòu)實例；圖7A是說明傳統(tǒng)的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的結(jié)構(gòu)；圖7B是說明圖7A中放大了的區(qū)域A；和圖8A、8B和8C分別說明在一定條件下陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器中每一個波長的光傳輸特性的比較。
一般而言，對于陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器，光的傳輸波長(transmitting wavelength)(多路分離或者多路復(fù)用的光的波長)隨著外界環(huán)境溫度的變化而迅速變化。因此，在外界環(huán)境溫度已經(jīng)改變了的情況下，所需波長的光不能利用這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器實現(xiàn)多路復(fù)用或者多路分離。
因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，采用Peltier(珀耳帖效應(yīng)(塞貝克效應(yīng)))器件或者這一類的東西進(jìn)行溫度控制，從而保持陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的溫度，減少了由于上面提到的外界環(huán)境溫度的變化而導(dǎo)致的傳輸光的波長的漂移。然而，在這種陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器中，因為需要提供Peltier器件和溫度控制電路，所以會出現(xiàn)一個問題，那就是這種陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的制造成本會增加，除此以外，還需要用電來進(jìn)行溫度控制。
因此，需要一種陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器實現(xiàn)對所需波長的光信號進(jìn)行多路復(fù)用或者多路分離，這種多路復(fù)用器或者多路分離器具有穩(wěn)定性，而不依賴于外界環(huán)境溫度。
另外，利用這種陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器在波分復(fù)用通信期間進(jìn)行高質(zhì)量的通信的時候，一個主要問題是如何在相鄰傳輸波長的范圍內(nèi)改善降低串?dāng)_(以后叫做鄰頻串?dāng)_)。
本發(fā)明提供一種陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器，它能夠?qū)⑺璨ㄩL的光進(jìn)行多路復(fù)用/多路分離，同時具有穩(wěn)定性，并能降低這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的鄰頻串?dāng)_，從而實現(xiàn)高質(zhì)量的波分復(fù)用通信。
根據(jù)本發(fā)明的一個實例，這種陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器具有，例如，光信號的多路分離功能，用來將具有不同波長，從光輸入波導(dǎo)輸入的一束光(例如λ1、λ2、λ3……λn)分離成多個具有預(yù)先確定的設(shè)計波長間隔的不同波長的光，從而將它們從每個光輸出波導(dǎo)輸出。
傳統(tǒng)的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器，其光傳輸波長特性如圖8C中所示，將相隔預(yù)先確定的設(shè)計波長間隔的不同波長的光(例如，λ1、λ3、λ5……)多路復(fù)合起來，并將具有不同波長(例如，λ1、λ3、λ5……)的多束光組成的光進(jìn)行多路分離。這種陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的光傳輸波長特性是，圍繞每個光傳輸波長的中心附近具有很大的譜重疊區(qū)域，從而使鄰頻串?dāng)_的降低非常困難。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，將經(jīng)歷了波分復(fù)用，具有多個互不相同的互相之間相隔預(yù)定設(shè)計波長間隔大約整數(shù)倍的波長(例如λ1、λ3、λ5……)的光輸入具有圖8A所示的光傳輸波長特性的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器(設(shè)計波長間隔λ1、λ2、λ3……)中，并將這一束光多路分離成多束光，每一束光都具有預(yù)定設(shè)計波長間隔大約整數(shù)倍間隔的不同波長，就得到圖8B所示的光傳輸波長特性。簡而言之，圍繞每個光傳輸波長為中心的頻譜的重疊很小，與將同樣的光經(jīng)歷了波分復(fù)用(λ1、λ3、λ5……)以后，輸入具有圖8C所示的光傳輸波長特性的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器，進(jìn)行多路分離這種情況相比，鄰頻串?dāng)_的降低要容易得多。
換句話說，能夠?qū)忸l率間隔，例如，100GHz的光信號進(jìn)行光多路復(fù)用/多路分離的一種陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器被設(shè)計出來，多路復(fù)合過的光頻率間隔為，例如，200GHz的多個不同波長的光被輸入進(jìn)來，多路分離成光頻率間隔為200GHz的多束光。采用了一種設(shè)計，其中的光輸入波導(dǎo)能夠?qū)︻l率間隔為100GHz的多束光進(jìn)行多路分離，這種設(shè)計采用了能夠?qū)﹂g隔為200GHz的多束光進(jìn)行多路分離的光輸出波導(dǎo)，或者說光輸出波導(dǎo)被安排在它們的位置上。因此，相鄰波導(dǎo)之間的串?dāng)_(也就是相鄰波長相差正負(fù)0.2納米)處于背景串?dāng)_的范圍之內(nèi)(每一波長的串?dāng)_在正負(fù)1/2FSR范圍以內(nèi)并超過中心波長正負(fù)1.6納米以上的地方)，從而使這一串?dāng)_非常穩(wěn)定。
另外，如上所述，在這種陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器中，光傳輸波長(前面提到的波長多路復(fù)用或者多路分離的)隨著外界環(huán)境溫度的改變而改變。因此，總的來說，由于中心波長的偏移，前面提到的光傳輸波長的偏移(光傳輸波長的中心波長的偏移)，改善特性非常困難(損耗驟增、鄰頻串?dāng)_加劇)，除非引入了溫度控制這一類的東西，盡管如此，仍然很難改善其特性，即使采用了前面提到的設(shè)計。這樣，如果除了前面提到的設(shè)計以外，這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的傳輸頻譜在它的頻帶范圍內(nèi)，光信號中心傳輸波長的長波長一側(cè)和短波長一側(cè)，有一個既寬又平坦的區(qū)域，從而使由于溫度改變引起的中心波長的偏移被吸收掉，由于中心波長偏移而引起的特性變化就會有所改善。這樣，即使由于外界環(huán)境溫度發(fā)生了改變，導(dǎo)致傳輸光的中心波長發(fā)生了偏移，但是由于這一偏移被包括在寬頻帶的平坦區(qū)域，這種陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器就能夠很好地工作，而無需考慮外界環(huán)境溫度是否發(fā)生改變。
因為本發(fā)明一個實施例中給出的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器改變從輸入波導(dǎo)一側(cè)向平板波導(dǎo)一側(cè)傳播的光的幅度分布，從高斯形狀改變成近似矩形，從光輸入波導(dǎo)一側(cè)輸入第一個平板波導(dǎo)的光的幅度分布，在第一個平板波導(dǎo)的光輸入面能夠變成近似矩形。這樣，這種陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的光傳輸頻譜就能夠變成具有寬度增大了的平坦區(qū)域，在頻譜的底部有很好的(陡峭的)上升邊沿，如圖2B所示。
此外，中心波長的平坦度得到了改善，鄰頻串?dāng)_也會得到進(jìn)一步的改善，這樣就能夠讓這個陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器很好地工作而沒有障礙，即使是出現(xiàn)了因為外界環(huán)境溫度的變化導(dǎo)致傳輸光的中心波長偏移了一定程度這種情況。
順便提一句，在本說明中，近似矩形表示的是這樣一個形狀，例如如圖2A所示，它的底部的上升沿(圖中的區(qū)域A)很好(底部沒有任何平緩的斜邊)，頂部區(qū)域(圖中的區(qū)域B)具有相對平坦的形狀(包括圖5所示的例如b’那部分有些不規(guī)則的形狀)。
另外，利用一個底邊比相應(yīng)的光輸入波導(dǎo)或者光輸出波導(dǎo)要寬的梯形波導(dǎo)形成上面提到的近似矩形光幅度分布形成波導(dǎo)的時候，讓它的寬度在朝著相應(yīng)的平板波導(dǎo)的方向逐漸增大，或者在梯形波導(dǎo)的窄邊提供跟窄端具有相同寬度的一個等寬直波導(dǎo)部分(straight waveguide of equalwidth part)，就有可能在光輸入波導(dǎo)一側(cè)或者光輸出波導(dǎo)一側(cè)朝著相應(yīng)的平板波導(dǎo)的傳播方向上，將光信號的幅度分布從高斯形狀改變成近似矩形。順便提一句，這些事情的細(xì)節(jié)在一些日本專利申請中有詳細(xì)說明，這項專利的發(fā)明人是KASHIHARA和NARA，跟本申請的申請人一樣(申請?zhí)柸毡緦＠暾埖?70602/1999號，申請日期1999年12月27日；申請?zhí)柸毡緦＠暾埖?8646/2000號，申請日期2000年3月3日；申請?zhí)柸毡緦＠暾埖?02473/2000號，申請日期2000年4月4日；日本專利申請第285448/2000號，申請日期2000年12月20日)。
另外，考慮到上面提到的日本專利申請，我們還認(rèn)識到通過將從光輸入波導(dǎo)一側(cè)或者光輸出波導(dǎo)一側(cè)輸入對應(yīng)的平板波導(dǎo)的光幅度分布變成近似矩形，傳輸頻譜的平坦度得到了改善，如同前面所介紹的一樣，增大了一分貝帶寬，從而能夠提供鄰頻串?dāng)_很小的一個陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器。
所以，按照本發(fā)明一個實施方案中的這種陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器，可以構(gòu)成這樣一個陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器，跟傳統(tǒng)的一般陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器比較起來，它的傳輸頻譜帶寬要寬1分貝，串?dāng)_更小。這樣，除了改善鄰頻串?dāng)_以外，得到更加穩(wěn)定更小的結(jié)構(gòu)，還能使所需波長光的多路復(fù)用或者多路分離具有穩(wěn)定性，而不依賴于外界環(huán)境溫度。通過將本發(fā)明的這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的設(shè)計方法應(yīng)用于這種陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器，串?dāng)_會更加穩(wěn)定，所需光的多路分離和多路復(fù)用就能夠具有更好的穩(wěn)定性，而不依賴于外界環(huán)境溫度。
下面將參考


本發(fā)明中給出更加具體形狀的這一實施例。順便提一句，在下面對實施例的說明中，與圖7A、7B所示的現(xiàn)有技術(shù)中一樣，具有相同結(jié)構(gòu)的部分用相同的引用數(shù)字來標(biāo)識，說明中對它們重復(fù)的說明被省略或者刪減。在圖1A中，以原理圖的形式說明本發(fā)明第一個實施例中陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的一種結(jié)構(gòu)，在圖1B中，給出了圖1A中用點劃線包圍的區(qū)域A的一個放大圖。
圖1A所示的第一個實施例中陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器與圖7A中陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器在結(jié)構(gòu)上幾乎完全相同，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的第一個不同點是梯形波導(dǎo)5的寬度比光輸入波導(dǎo)12的寬度要寬，并在朝著相應(yīng)的(連接耦合)平板波導(dǎo)(第一個平板波導(dǎo)13)與每個光輸入波導(dǎo)12的輸出端連接的一側(cè)的方向上，逐漸地增大它的寬度。與現(xiàn)有技術(shù)的第二個差別是，梯形波導(dǎo)5的窄邊有1根等寬的直波導(dǎo)25，它的寬度跟窄邊的寬度一樣。在這以后，在梯形波導(dǎo)5上具有前面提到的等寬直波導(dǎo)部分25的波導(dǎo)叫做喇叭型的波導(dǎo)50。與現(xiàn)有技術(shù)的第三點不同是，比光輸入波導(dǎo)12具有更窄的邊的窄直波導(dǎo)(narrow straight waveguide)1連接在喇叭型波導(dǎo)50和光輸入波導(dǎo)12之間。
在第一實施例中，這個喇叭型波導(dǎo)50被用作近似矩形光幅度分布形成波導(dǎo)，它將從每個光輸入波導(dǎo)12一側(cè)朝著第一個平板波導(dǎo)13的方向傳播的光的幅度分布，從高斯形狀改變成近似矩形，為了更加具體，下面對此進(jìn)行詳細(xì)解釋。
更加具體地說，這個喇叭型波導(dǎo)50有一個等寬直波導(dǎo)部分25，這個等寬直波導(dǎo)部分25與梯形波導(dǎo)5的窄邊(上底4)的窄端(W3)具有相同的寬度，這個梯形波導(dǎo)的寬度比前面提到的每個光輸入波導(dǎo)12的寬度要寬(W1)，并在朝著第一個平板波導(dǎo)13一側(cè)的方向上逐漸地增大它的寬度。等寬直波導(dǎo)部分25的長度是L3。另外，這個梯形波導(dǎo)5以一個角度θ增大它的寬度，梯形波導(dǎo)的基底6略微有點彎屈，這個基底6的寬度是W4。
另外，每個窄直波導(dǎo)1的中心都與對應(yīng)的等寬直波導(dǎo)部分25輸入端的橫向中心對齊。上述的每一個窄直波導(dǎo)1都包括光信號功率中心位置調(diào)整裝置，它將通過連接在每根窄直波導(dǎo)1的光輸入波導(dǎo)12傳播的光信號的功率中心調(diào)整到它的橫向中心，從而將光信號的功率中心對準(zhǔn)等寬直波導(dǎo)部分25光輸入端的橫向中心。窄直波導(dǎo)1的寬度是W2，它的長度是L2。
在第一個實施例中，前面提到的參數(shù)都設(shè)置如下，也就是說，光輸入波導(dǎo)12的寬度W1是6.5微米，窄直波導(dǎo)1的寬度W2是3.0微米，窄直波導(dǎo)的長度L2是500微米，等寬直波導(dǎo)部分25的寬度W3(喇叭型波導(dǎo)50窄端的寬度)是24.5微米，等寬直波導(dǎo)部分25的長度L3是250微米，角度θ是0.4度，梯形波導(dǎo)5的底寬W4(喇叭型波導(dǎo)50寬邊的寬度)是37.9微米。另外，形成每一波導(dǎo)的核心的高度是6.5微米，每一根波導(dǎo)核心和涂敷層之間的相對折射指數(shù)差Δ是0.8％。
第一個實施例具有上述的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。第一個實施例中的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器具有光信號的多路分離和多路復(fù)用功能。光信號多路分離功能是這樣一種功能，它將通過前面提到的光輸入波導(dǎo)12輸入的具有互不相同的多個波長的光信號分離成互相之間波長相差預(yù)定波長間隔100GHz(大約0.8納米)的不同波長的多束光，然后將它們輸出出來。光信號的多路復(fù)用功能是這樣一種功能，它將從前面提到的每一個光輸出波導(dǎo)16輸入的，相互之間相隔前面提到的波長間隔的不同波長的多束光，進(jìn)行多路復(fù)合，然后從前面提到的光輸入波導(dǎo)12將它輸出。
此外，與現(xiàn)有技術(shù)的第四個差別是，第一個實施例中的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器被設(shè)計成這樣，互相之間具有雙倍頻率間隔(200GHz大約1.6納米)的不同波長的光，輸入前面提到的設(shè)計波長間隔的整數(shù)倍間隔，并多路分離成多束光，每一束光都具有不同的波長，它們之間的間隔是2倍波長(200GHz)，然后將它們輸出?；蛘?，這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器可以這樣設(shè)計，使具有不同波長，互相之間相隔兩倍頻率間隔的多束光從每個光輸出波導(dǎo)輸入，具有相應(yīng)波長的多束光被多路復(fù)用并輸出。
順便提一句，在確定這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計的時候，考慮了以下因素。具體地說，比如，相鄰波長光信號的串?dāng)_(也就是偏離相鄰波長正負(fù)0.2納米)可以被設(shè)置在背景串?dāng)_以內(nèi)(離開中心波長正負(fù)1.6納米以外，每一波長信號的串?dāng)_在正負(fù)1/2FSR以內(nèi))，可以通過如第一個實施例中一樣設(shè)計來獲得穩(wěn)定的串?dāng)_，這個陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器具有光信號的多路復(fù)用/多路分離功能，這些光信號的頻率間隔是100GHz，輸入互相之間光頻率間隔200GHz的多個波長的多路復(fù)合光信號，并將它多路分離成互相之間頻率間隔為200GHz的不同波長的多束光。
另外，為了使用這種陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器實現(xiàn)高質(zhì)量的波分復(fù)用通信，而不會發(fā)生問題，即使是因為外界環(huán)境溫度的變化引起傳輸光中心波長略微發(fā)生偏移，仍然有必要在這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器傳輸頻譜的中心波長上改善平坦度，因此，需要將1分貝帶寬盡可能地擴(kuò)大，從而吸收由于外界環(huán)境溫度變化引起的中心波長的偏移。
此外，為了減少鄰頻串?dāng)_，還要求改善這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器傳輸頻譜底部上升沿的形狀(使它更陡)。
因此，從前面提到的日本專利申請的描述可以看出(日本專利申請第370602/1999號，日本專利申請第102473/2000號和日本專利申請第285448/2000號)，通過在光輸入波導(dǎo)12的輸出端提供具有上述結(jié)構(gòu)的喇叭型波導(dǎo)50，對著第一個平板波導(dǎo)13的光的光幅度分布從高斯形狀變成近似矩形，從而增大1分貝帶寬，改善傳輸頻譜波形底部的上升沿，這個陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的傳輸光有一個中心波長。于是，除了這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的結(jié)構(gòu)以外，采用了前面提到的本發(fā)明的設(shè)計。
具體地說，第一個實施例中的這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器按照以下方式來設(shè)計。更具體地說，這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的傳輸光的中心波長在工作溫度范圍內(nèi)，其基本符合，例如，ITU光柵波長，并作為設(shè)置波長。因此，首先，傳輸光的中心波長被設(shè)計成符合35℃的ITU光柵波長，這個溫度是陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的工作溫度(0℃到70℃)的中心溫度。
另外，考慮這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的傳輸光中心波長對溫度的依賴性(0.011納米/℃)，由于在攝氏0度到攝氏70度，傳輸光中心波長的偏移量是0.77納米，因此，如果傳輸光中心波長的通帶大于中心波長由于溫度依賴性而發(fā)生的改變，則沒有任何問題。所以，由于這一波分復(fù)用通信系統(tǒng)一側(cè)需要的1分貝帶寬是大約0.3納米，而且因為1.1納米是通過將0.3納米加到0.77納米上去獲得的，作為前面提到的傳輸光的中心波長的偏移量，所以，這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器被設(shè)計成這樣，它的1分貝帶寬近似等于或者大于1.1納米。
此外，多路復(fù)用或者多路分離頻率間隔200GHz的光信號的情況下，鄰頻串?dāng)_通常都被定義成相鄰波長范圍內(nèi)最嚴(yán)重的串?dāng)_，(在這一實施例的情況中，離開中心波長正負(fù)1.6納米加減0.2納米)。所以，考慮傳輸光中心波長的溫度依賴性(傳輸光中心波長的偏移量)，這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器被設(shè)計成在正負(fù)1.6納米加減0.6納米的波長范圍再加上另外的0.77納米除以2等于0.385納米這樣一個范圍內(nèi)，最差的串?dāng)_變成等于或者小于波分復(fù)用通信系統(tǒng)一側(cè)需要的鄰頻串?dāng)_-26分貝。
結(jié)果，第一個實施例中的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器具有前面提到的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其中每一個參數(shù)都按照上面描述的方式形成，而且按照如圖2B所示，這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的結(jié)構(gòu)是這樣，它的1分貝帶寬是1.14納米，波動(ripple)是0.2分貝，串?dāng)_是-27分貝(在這種情況下，是離開傳輸光中心波長1.6加減0.6納米的波長范圍內(nèi)測量得到的最壞的串?dāng)_)。
根據(jù)第一個實施例，通過將這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器多路復(fù)用或者多路分離的光的波長間隔設(shè)計成100GHz，將輸入光信號的波長間隔設(shè)置成200GHz，并在每一個光輸入波導(dǎo)12的輸出端提供喇叭型的波導(dǎo)50，這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器傳輸譜的平坦度得到了改善，并能獲得足夠的隔離度，即使是因為這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的外界環(huán)境溫度發(fā)生改變，導(dǎo)致傳輸光的中心波長偏移到某種程度。除此以外，這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器多路復(fù)用或者多路分離的光的波長間隔被設(shè)計成100GHz，而輸入光的波長間隔是200GHz。其結(jié)果是，對ITU光柵波長的光穩(wěn)定地進(jìn)行多路復(fù)用/多路分離成為了可能，而不會依賴于外界環(huán)境溫度，同時降低了這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的鄰頻串?dāng)_，從而安全地支持高質(zhì)量的波分復(fù)用通信。
下面描述本發(fā)明第二個實施方案中的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器。順便提一句，在對第二個實施例的說明中，省去了跟前面第一個實施例相同的描述。在圖3中說明了第二個實施例中這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器中光輸入波導(dǎo)12的輸出端與第一個平板波導(dǎo)13之間的連接結(jié)構(gòu)。第一個實施例和第二個實施例的差別就在于連接結(jié)構(gòu)，但是第二個實施例的其余結(jié)構(gòu)幾乎跟第一個實施例完全一樣。第二個實施例與第一個實施例的差別在于，第一個實施例中存在的喇叭型波導(dǎo)50的窄直波導(dǎo)1和等寬直波導(dǎo)部分25在第二個實施例中被省去了，梯形波導(dǎo)5作為近似矩形光幅度分布形成波導(dǎo)，直接與光輸入波導(dǎo)12的光輸出端連接。
在第二個實施方案中，光輸入波導(dǎo)12被設(shè)計成這樣，它使得通過光輸入波導(dǎo)12傳播的光信號強(qiáng)度的中心位置不會偏離光輸入波導(dǎo)12的橫向中心。因此，即使省去了前面提到的第一個實施例中的窄直波導(dǎo)1，通過光輸入波導(dǎo)12傳播的光的強(qiáng)度中心位置直接投射在梯形波導(dǎo)5窄端(上底4)的橫向中心上。
另外，從功能上講，喇叭型波導(dǎo)50和梯形波導(dǎo)5幾乎完全相同，因此，光的幅度分布可以被梯形波導(dǎo)5適當(dāng)?shù)丶右愿淖?。所以，按照第二個實施例的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器，其傳輸光的中心波長的平坦度能夠與上述第一實施例一樣得到改善。
更加具體地說，在圖4所示的第二個實施例中，通過光輸入波導(dǎo)12的光具有高斯形的光幅度分布。另外，光投射在梯形波導(dǎo)5上面，光在傳播的過程中，在梯形波導(dǎo)5中改變了它的幅度分布。在這種情況下，光的幅度分布的底部隨著光的傳播被切斷，光作為一個整體向前傳播，擴(kuò)展著它的分布寬度，形成一個近似的矩形。然后，在梯形波導(dǎo)5的光輸出端(底邊6)形成了如圖5所示的形狀，從而使傳輸光中心波長的平坦度能夠跟前面提到的第一個實施例一樣得到改善。
在第二個實施例中，形成這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的參數(shù)如下。也就是說，光輸入波導(dǎo)12的寬度W1是6.5微米，梯形波導(dǎo)5窄邊的寬度W3是22.5微米，角度θ是0.3度，梯形波導(dǎo)5底邊6的寬度W4是61.5微米。另外，形成每個波導(dǎo)的核心的高度和它們的相對折射指數(shù)差都跟第一個實施例一樣。
第二個實施例的設(shè)計方式幾乎跟第一個實施例中陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的設(shè)計方式完全一樣。
結(jié)果，通過跟前面提到的第一個實施例相同的操作，第二個實施例能夠得到幾乎完全相同的效果。
制作按照上述方式構(gòu)成的第二個實施例中的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的5個單元(樣本1到5)，經(jīng)過了波分復(fù)用，1.55微米波長頻帶內(nèi)間隔200GHz的多個不同波長的光從光輸入波導(dǎo)12輸入，對從這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器輸出光的串?dāng)_和1分貝帶寬進(jìn)行評估，得到的結(jié)果在表1中給出。順便提一句，表1中給出的鄰頻串?dāng)_的結(jié)果是偏離中心波長正負(fù)1.6加減0.6納米的相鄰波長范圍內(nèi)得到的最壞串?dāng)_。
表1
因此，可以確定，與具有對1.55微米頻帶內(nèi)200GHz光頻率間隔的光進(jìn)行多路復(fù)用/多路分離功能的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器相比，第二個實施例中的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器具有同樣的1分貝帶寬，以及明顯好得多的穩(wěn)定的鄰頻串?dāng)_。
順便提一句，本發(fā)明并不局限于前面提到的任何一個實施例，有各種實施方案可以采用。例如，在前面提到的實施例中，每個光輸入波導(dǎo)12的所有輸出端都擁有喇叭型的波導(dǎo)50或者梯形波導(dǎo)5，然而，一個或者多個光輸入波導(dǎo)可以具有喇叭型的波導(dǎo)50或者梯形波導(dǎo)5。另外，對著第二個平板波導(dǎo)15的方向增大寬度的梯形波導(dǎo)或者具有梯形波導(dǎo)的喇叭型波導(dǎo)可以與一個或者多個光輸出波導(dǎo)16的光輸入端連接?；蛘?，可以在一個或者多個輸入波導(dǎo)12的輸出端和一個或者多個光輸出波導(dǎo)16的輸入端同時提供一個梯形波導(dǎo)或者喇叭型波導(dǎo)。
對于在光輸出波導(dǎo)16一側(cè)采用梯形波導(dǎo)或者喇叭型波導(dǎo)這種情形，將梯形波導(dǎo)的寬度或者喇叭型波導(dǎo)的寬度做得比光輸出波導(dǎo)16的寬度要寬。
另外，在前面提到的第一個實施例中，窄直波導(dǎo)1安插在喇叭型波導(dǎo)50和光輸入波導(dǎo)12之間，但是喇叭型波導(dǎo)50能夠與光輸入波導(dǎo)12的輸出端或者光輸出波導(dǎo)16的輸入端直接連接，如圖6A所示。
更進(jìn)一步，在第二個實施例中，梯形波導(dǎo)5直接與光輸入波導(dǎo)12的輸出端連接，但是如同圖6B所示，窄直波導(dǎo)1可以連接在光輸入波導(dǎo)12和梯形波導(dǎo)5之間，或者這一窄直波導(dǎo)1可以連接在光輸出波導(dǎo)16和梯形波導(dǎo)5之間，即使是在光輸出波導(dǎo)16的輸入端采用梯形波導(dǎo)5這種情況。
此外，在本發(fā)明的這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器中，梯形波導(dǎo)的寬度、長度或者角度，窄直波導(dǎo)的長度或者寬度，或者等寬直波導(dǎo)部分的寬度和長度，并無特別的限制，而是可以根據(jù)需要來確定。例如，根據(jù)陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的規(guī)范來設(shè)置前面提到的每一個值，在圖4所示的光幅度分布的模擬結(jié)果的基礎(chǔ)之上，可以獲得具有前面提到的每一個實施例優(yōu)點的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器。
此外，在上述的每一個實施例中，每個光輸入波導(dǎo)16都是在這樣一個位置上形成的，使得按設(shè)計波長間隔的每一束光都具有不同的波長的多束光能夠輸出，從而能夠?qū)⒔?jīng)歷了波分復(fù)用以后從一個光輸入波導(dǎo)12輸入的光多路分離成具有預(yù)先確定的設(shè)計波長間隔的不同波長的多束光，并從每一個光輸出波導(dǎo)16輸出，然而，光輸出波導(dǎo)16也可以在這樣一個位置上形成，在那里只有具有前面提到的設(shè)計波長間隔的近似整數(shù)倍間隔的波長的光(例如，在輸出兩倍前面提到的實施例中的波長間隔的光的情況下，每隔一個波導(dǎo))能夠輸出。
根據(jù)本發(fā)明中作為一個例子的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器，通過對具有設(shè)計波長間隔的光進(jìn)行光信號多路復(fù)用或者多路分離的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器，具有設(shè)計波長間隔的整數(shù)倍波長，且波長互不相同的多束光能夠被多路復(fù)用或者多路分離。因此，與具有設(shè)計波長間隔的不同波長的光被具有設(shè)計波長間隔的光進(jìn)行多路復(fù)用或者多路分離的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器進(jìn)行多路復(fù)用或者多路分離這種情況相比，鄰頻串?dāng)_能夠得到降低。
此外，根據(jù)本發(fā)明的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器，這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器傳輸光的中心波長的平坦度得到了改善，使中心波長由于前面提到的環(huán)境溫度的改變而發(fā)生的偏移能夠被吸收，從而更進(jìn)一步地降低鄰頻串?dāng)_。所以，通過采用本發(fā)明中前面提到的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的設(shè)計，這一陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器能夠很好地工作而不會發(fā)生問題，即使傳輸光的中心波長偏移到了某種程度，仍然能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的光信號波分復(fù)用通信。
更進(jìn)一步，在本發(fā)明中作為一個實施例的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器中，通過利用寬度大于相應(yīng)的光輸入波導(dǎo)或者光輸出波導(dǎo)的梯形波導(dǎo)，并在對著相應(yīng)的平板波導(dǎo)的方向上增加寬度，或者通過在梯形波導(dǎo)的窄端提供等寬直波導(dǎo)部分，并且跟窄端具有相同的寬度，形成的近似矩形光幅度分布形成波導(dǎo)，對著相應(yīng)的平板波導(dǎo)的方向傳播的光的幅度分布，可以從高斯形狀轉(zhuǎn)變成近似矩形，以至于能夠可靠地獲得前面提到的效果。
此外，在本發(fā)明中的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器中，在近似矩形光幅度分布形成波導(dǎo)和對應(yīng)的光輸入波導(dǎo)或者光輸出波導(dǎo)之間提供一種結(jié)構(gòu)，其中的窄直波導(dǎo)的寬度比對應(yīng)的光輸入波導(dǎo)或者光輸出波導(dǎo)的寬度要窄，即使在這種情況下，其中的光輸入波導(dǎo)或者光輸出波導(dǎo)具有一個彎曲部分，并且隨著光通過這一彎曲部分傳播，光強(qiáng)度分布中心的位置偏離這一光輸入波導(dǎo)或者光輸出波導(dǎo)橫向中心，光強(qiáng)度的中心位置仍然能夠投射到近似矩形光幅度分布形成波導(dǎo)的橫向中心，從而使從這個近似矩形光幅度分布形成波導(dǎo)輸出的光的強(qiáng)度分布在整體上不產(chǎn)生失真。
權(quán)利要求
1．一種陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器，包括一個或者多個并列放置的光輸入波導(dǎo)；第一個平板波導(dǎo)，其與所述光輸入波導(dǎo)的輸出端連接；一個陣列波導(dǎo)，其包括多個并列放置的信道波導(dǎo)，每個信道波導(dǎo)都具有互不相同的、預(yù)先確定的長度，并與所述第一個平板波導(dǎo)的輸出端連接；第二個平板波導(dǎo)，與所述陣列波導(dǎo)的輸出端連接；和多個并列放置的光輸出波導(dǎo)，其與第二個平板波導(dǎo)的輸出端連接，所述陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器具有一個光多路分離功能，將具有預(yù)先確定的設(shè)計波長間隔的多個不同波長的光多路分離成多束光，且每一束光都具有不同的波長；和一個光多路復(fù)用功能，將具有預(yù)先確定的設(shè)計波長間隔的不同波長的多束光多路復(fù)用，在光信號多路分離的情形中，互相之間相隔近似為設(shè)計波長間隔的整數(shù)倍的多個波長的光被輸入所述陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的光輸入波導(dǎo)，并多路分離成多束光，且每一束光都有不同的波長，從所述光輸出波導(dǎo)輸出，在光信號多路復(fù)用的情形中，具有設(shè)計波長間隔整數(shù)倍間隔的不同波長的光被輸入所述陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器的每一個光輸出波導(dǎo)，相應(yīng)波長的每一束光被多路復(fù)合起來，從一個光輸入波導(dǎo)輸出，其中一個近似矩形光幅度分布形成波導(dǎo)連接在一個或者多個光輸入波導(dǎo)和一個或者多個光輸出波導(dǎo)中的至少一個與平板波導(dǎo)之間，作為連接耦合，和所述近似矩形光幅度分布形成波導(dǎo)改變光傳播的幅度分布，其從光輸入波導(dǎo)或者光輸出波導(dǎo)向?qū)?yīng)的平板波導(dǎo)一側(cè)傳輸，并從高斯形狀改變成近似矩形。
2．如權(quán)利要求1所述的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器，其中所述的近似矩形光幅度分布形成波導(dǎo)是一個梯形波導(dǎo)，其寬度大于所連接的光輸入波導(dǎo)或者光輸出波導(dǎo)，并使它的寬度在對著相應(yīng)的平板波導(dǎo)的方向逐漸增大。
3．如權(quán)利要求1所述的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器，其中所述近似矩形光幅度分布形成波導(dǎo)是一個梯形波導(dǎo)，其寬度大于要連接的光輸入波導(dǎo)或者光輸出波導(dǎo)，使它的寬度在對著平板波導(dǎo)的方向逐漸增大；和在所述梯形波導(dǎo)的窄邊形成一個等寬的直波導(dǎo)部分，它與所述窄端具有相同的寬度。
4．如權(quán)利要求1所述的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器，其中在近似矩形光幅度分布形成波導(dǎo)和需要分別連接的光輸入波導(dǎo)或者光輸出波導(dǎo)之間，有一段窄直波導(dǎo)，其寬度比所述光輸入波導(dǎo)和光輸出波導(dǎo)的寬度窄。
5．如權(quán)利要求2所述的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器，其中在近似矩形光幅度分布形成波導(dǎo)和需要分別連接的光輸入波導(dǎo)或者光輸出波導(dǎo)之間，有一段窄直波導(dǎo)，它的寬度比所述光輸入波導(dǎo)和光輸出波導(dǎo)的寬度窄。
6．如權(quán)利要求3所述的陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器，其中在近似矩形光幅度分布形成波導(dǎo)和需要分別連接的光輸入波導(dǎo)或者光輸出波導(dǎo)之間，有一段窄直波導(dǎo)，它的寬度比所述光輸入波導(dǎo)和光輸出波導(dǎo)的寬度窄。
全文摘要
一種陣列波導(dǎo)光柵類型的光信號多路復(fù)用器/多路分離器,其波導(dǎo)形成部分10包括輸入波導(dǎo)12、第一個平板波導(dǎo)13、一個陣列波導(dǎo)14、第二個平板波導(dǎo)15和多個光輸出波導(dǎo)16,其在一個或者多個光輸入波導(dǎo)12的輸出端有一個梯形波導(dǎo)5,其寬度大于要連接的光輸入波導(dǎo)或者光輸出波導(dǎo),并在對著平板波導(dǎo)的方向逐漸增大寬度來形成,其將所需波長的光進(jìn)行多路復(fù)用或者多路分離,而不依賴于外界環(huán)境溫度,從而實現(xiàn)高質(zhì)量的光信號波分復(fù)用通信。
文檔編號G02B6/34GK1318924SQ0111530
公開日2001年10月24日 申請日期2001年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月18日
發(fā)明者柏原一久, 奈良一孝 申請人:古河電氣工業(yè)株式會社