CN100370291C - 可调式光学解复用器 - Google Patents

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Abstract

一种可调式光学解复用器包括形成于一平面波导(111)上的多个解复用单元(113、114、115、116)，每一解复用单元皆包括多个输入波导通道、多个输出波导通道和一布拉格光栅，该输出波导通道和输入波导通道以不同角度与该布拉格光栅相耦合，且对称分布于布拉格光栅法线的两侧，该多个解复用单元的布拉格光栅的周期各不相同，且后一解复用单元的输入波导通道用以接纳自前一解复用单元发出的光，输入端口(25)发出的信号光输入至第一解复用单元(113)的一输入波导通道，多个输出端口(271、272、273、274)分别输出自相应解复用单元的一输出波导通道发出的信号光。

Description

可调式光学解复用器
【技术领域】
本发明涉及一种光学解复用器，特别涉及一种可调式光学解复用器。
【背景技术】
光学解复用器大量应用于多波长光信号传输中。多波长光信号传输常用于长途骨干网中，以提高光通信的效率。但在节点处，需用光学解复用器将该多波长信号光分解成多个单一波长的信号光。
请参照图5，美国专利第5,818,986号揭示了一种光学解复用器99，其包括形成于一平面波导91上的多个布拉格光栅901、902、903、904。点904表示未示出的布拉格光栅。具有多个波长的信号光914自一输入端口发出，通过一通道911以一特定角度入射至第一布拉格光栅901。一特定波长的信号光915被第一布拉格光栅901反射至一通道921，且进一步自第一输出端口输出。其它波长的信号光透射第一布拉格光栅901，且依次通过其它布拉格光栅。通过该多个布拉格光栅的作用，该输入信号光被分成多个具有单一波长的信号光，且从不同输出端口射出。
但该光学解复用器一旦制成，其所反射光的波长亦已固定，不能再次调整。
【发明内容】
为了克服现有的光学解复用器不能调节解复用波长的问题，本发明提供一种可调式光学解复用器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种可调式光学解复用器，其包括形成于一平面波导上顺次连接的多个解复用单元，每一解复用单元包括多个输入波导通道、多个输出波导通道和一布拉格光栅，该输入波导通道和输出波导通道以不同角度与该布拉格光栅相耦合，且对称分布于布拉格光栅法线的两侧，该多个解复用单元的布拉格光栅的周期各不相同，且后一解复用单元的输入波导通道用以接纳自前一解复用单元发出的光，该输入端口发出的信号光输入至第一解复用单元的一输入波导通道，多个输出端口分别输出自相应解复用单元的一输出波导通道发出的信号光。
本发明的有益效果是，由于本发明可调式光学解复用器包括顺次连接的多个解复用单元，且任一解复用单元皆包括一布拉格光栅和多个以不同角度对称分布于布拉格光栅法线两侧的输入波导通道和多个输出波导通道，后一解复用单元的输入波导通道接受自前一级解复用单元发出的信号光。当输入光入射至一输入波导通道时，一系列具有特定波长的信号光被各布拉格光栅发射，当入射至另一输入波导通道时，因入射角度的改变，使得另一系列具有不同波长的信号光被各布拉格光栅发射。
【附图说明】
图1是本发明可调式光学解复用器的第一实施方式的立体图。
图2是本发明可调式光学解复用器的第二实施方式的立体图。
图3是本发明可调式光学解复用器的第三实施方式的立体图。
图4是本发明可调式光学解复用器的第四实施方式的立体图。
图5是现有光学解复用器的示意图。
【具体实施方式】
请参照图1，本发明第一实施方式的可调式光学解复用器10包括形成于一平面波导111上顺次连接的N级解复用单元113、114、115、116。点115表示位于第二级解复用单元114和第N级解复用单元116之间未示出的解复用单元。任一解复用单元的结构相同，皆包括多个输入波导通道、多个输出波导通道和一布拉格光栅。平面波导111由锗化硅(germania-silica)制成，其形成于一基底112上，该基底112由硅制成。
第一级解复用单元113包括多个输入波导通道241、242、243、多个输出波导通道261、262、263和一布拉格光栅231。点243、263分别表示未示出的输入波导通道和输出波导通道。输入波导通道241、242、243与布拉格光栅231相耦合，且分别与布拉格光栅231的法线成θi(i＝1～N)角度。输出波导通道261、262、263相对于输入波导通道241、242、243呈对称分布于布拉格光栅231的法线的另一侧。一输入端口25选择性地与输入波导通道241、242、243之一相耦合，一第一级输出端口271选择性地与输出波导通道261、262、263之一相耦合。
第二级解复用单元114包括多个输入波导通道311、312、313、多个输出波导通道281、282、283和一布拉格光栅232。点313、283分别表示未示出的输入波导通道和输出波导通道。第二级解复用单元114的布拉格光栅232与第一级解复用单元113的布拉格光栅231平行。第二级解复用单元114的输入波导通道311、312、313连通第一级解复用单元113的布拉格光栅231和第二级解复用单元114的布拉格光栅232，且分别平行于第一级解复用单元113的相应输入波导通道241、242、243，以接纳自第一级解复用单元113发出的信号光。第二级解复用单元114的输出波导通道281、282、283相对于输入波导通道311、312、313呈对称分布于第二级解复用单元114的布拉格光栅232的法线的另一侧。一第二级输出端口272选择性地与第二级解复用单元114的一输出波导通道相耦合。
同样，第i(i＝3～N)级解复用单元亦包括多个输入波导通道、多个输出波导通道和一布拉格光栅。该布拉格光栅与第一级解复用单元的布拉格光栅平行。该输入波导通道连通第i-1级解复用单元和第i级解复用单元的布拉格光栅，且分别平行于第i-1级解复用单元的相应输入波导通道，以接纳自第i-1级解复用单元发出的信号光。输出波导通道相对于输入波导通道呈对称分布于布拉格光栅的法线的另一侧。一第i级输出端口选择性地与第i级解复用单元的一输出波导通道相耦合。
当输入端口25与第一级解复用单元113的第j输入波导通道相耦合时，自输入端口25发出的具有多个波长的信号光传输至第j输入波导通道，进一步以入射角θj入射至第一级解复用单元113的布拉格光栅231。波长为λ1j＝2d1/(1-(sin2θj/n1 2))0.5的信号光被该布拉格光栅231反射至第一级解复用单元113的第j输出波导通道，且进一步从与该第j输出波导通道相耦合的第一输出端口271输出，其中d1为第一级解复用单元113的布拉格光栅231的周期，n1为第一级解复用单元113的布拉格光栅231的折射率。其它波长的信号光透射第一级布拉格光栅231，输入第二级解复用单元114的第j输入波导通道，其反射波长为λ2j＝2d2/(1-(sin2θj/n2 2))0.5的信号光，其它波长的信号光透射第二级解复用单元114的布拉格光栅232且依次通过其它解复用单元。第i(i＝3～N)解复用单元亦反射一特定波长λij＝2di/(1-(sin2θj/ni 2))0.5的信号光，该信号光自与第i解复用单元的第j输出波导通道相耦合的第j输出端口输出，其中di为第i级解复用单元的布拉格光栅的周期，ni为第i级解复用单元的布拉格光栅的折射率。每一解复用单元的布拉格光栅的周期皆不相同。
一调节机构(图未示出)与输入端口25和输出端口271、272、273、274相连，以控制其分别与相应输入波导通道和输出波导通道相耦合。
请参照图2，其揭示了本发明第二实施方式可调式光学解复用器10’。该可调式光学解复用器10’与可调式光学解复用器10基本相同，惟该可调式光学解复用器10’进一步包括多个耦合器501、502、503、504。点503表示未示出的耦合器。耦合器分别与相应解复用单元的输出波导通道相耦合。如耦合器501耦合第一解复用单元113的输出波导通道261、262、263。输出端口271、272、273、274分别与相应耦合器501、502、503、504相耦合，从而使得无须调整输出端口271、272、273、274的位置，自任一解复用单元任一输出波导通道发出的信号光皆可通过耦合器输至对应输出端口。
请参照图3，其揭示了本发明第三实施方式可调式光学解复用器20。该可调式光学解复用器20与可调式光学解复用器10基本相同，惟该可调式光学解复用器20进一步包括平行于解复用单元的布拉格光栅法线的多个输入连接通道411、412、413和多个输出连接通道421、422、423、431、432、433。点413、423、433表示未示出的输入连接通道和输出连接通道。输入连接通道411、412、413连接输入端口25和第一级解复用单元的输入波导通道241、242、243，输出连接通道421、422、423连接第一输出端口271和输出波导通道261、262、263。输出连接通道431、432、433连接第二输出端口272和输出波导通道281、282、283。一调节机构(图未示出)与输入端口25和输出端口271、272、273、274相连，控制输入端口25和输出端口271、272、273、274沿垂直连接通道的方向移动，以使输入端口25和输出端口271、272、273、274分别与相应输入连接通道和输出连接通道相耦合。
请参照图4，其揭示了本发明第四实施方式可调式光学解复用器20’。该可调式光学解复用器20’与可调式光学解复用器20基本相同，惟该可调式光学解复用器20’进一步包括多个耦合器601、602、603、604。点603表示未示出的耦合器。耦合器分别与相应解复用单元的输出连接通道相耦合。如耦合器601耦合第一解复用单元113的输出连接通道421、422、423。输出端口271、272、273、274分别与相应耦合器601、602、603、604相耦合，从而使得无须调整输出端口271、272、273、274的位置，自任一解复用单元任一输出波导通道发出的信号光皆可通过耦合器输至对应输出端口。
本发明的可调式光学解复用器亦可在第N级解复用单元的一侧设置多个透射波导通道，其分别与第N级解复用单元的相应输入波导通道相平行，用来接纳自第N级解复用单元发出的透射光。该透射光通过该透射波导通道输至其它光学组件(图未示出)。

Claims (10)

1.一种可调式光学解复用器，包括一平面波导、一输入端口、多个输出端口和多个位于平面波导上顺次连接的解复用单元，其特征在于：每一解复用单元包括多个输入波导通道，多个输出波导通道和一布拉格光栅，该输出波导通道和输入波导通道以不同角度与该布拉格光栅相耦合，且对称分布于布拉格光栅法线的两侧，该多个解复用单元的布拉格光栅的周期各不相同，且后一解复用单元的输入波导通道用以接纳自前一解复用单元发出的光，该输入端口发出的信号光输入至第一解复用单元的一输入波导通道，多个输出端口分别输出自相应解复用单元的一输出波导通道发出的信号光。
2.如权利要求1所述的可调式光学解复用器，其特征在于该多个解复用单元的布拉格光栅相互平行，且其相应的输入波导通道相互平行。
3.如权利要求2所述的可调式光学解复用器，其特征在于该可调式光学解复用器进一步包括一调节输入端口和输出端口的调节机构。
4.如权利要求3所述的可调式光学解复用器，其特征在于该输入端口直接与第一解复用单元的一输入波导通道相耦合，该输出端口分别与相应解复用单元的一输出波导通道直接耦合。
5.如权利要求3所述的可调式光学解复用器，其特征在于该可调式光学解复用器进一步包括平行于解复用单元布拉格光栅法线的多个输入连接通道和输出连接通道，该输入连接通道连通第一解复用单元的输入波导通道和输入端口，该输出连接通道连通相应输出端口和相应解复用单元的输出波导通道。
6.如权利要求2所述的可调式光学解复用器，其特征在于该可调式光学解复用器进一步包括一调节输入端口的调节机构。
7.如权利要求6所述的可调式光学解复用器，其特征在于该可调式光学解复用器进一步包括多个耦合器，输入端口直接与第一解复用单元的一输入波导通道相耦合，任一解复用单元的输出波导通道与一耦合器相耦合，该耦合器与相应输出端口相耦合。
8.如权利要求6所述的可调式光学解复用器，其特征在于该可调式光学解复用器进一步包括平行于解复用单元布拉格光栅法线的多个输入连接通道和输出连接通道，该输入连接通道连通第一解复用单元的输入波导通道和输入端口，该输出连接通道连通相应输出端口和相应解复用单元的输出波导通道，且一耦合器位于输出端口和输出连接通道之间。
9.如权利要求1至8项中任一项所述的可调式光学解复用器，其特征在于该波导由锗化硅制成。
10.如权利要求9所述的可调式光学解复用器，其特征在于该波导形成于一硅基底上。
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