CN101438192A - 带有混合衍射元件的平面光波滤波器 - Google Patents

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CN101438192A CNA2007800121822A CN200780012182A CN101438192A CN 101438192 A CN101438192 A CN 101438192A CN A2007800121822 A CNA2007800121822 A CN A2007800121822A CN 200780012182 A CN200780012182 A CN 200780012182A CN 101438192 A CN101438192 A CN 101438192A
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阿斯霍克·巴拉克里斯南
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Abstract

包括平板波导的，且带有与多个输入输出端口光耦合的多个不同衍射滤波元件的平面光波线路提供包括复用、解复用、双工器和单纤三重波分复用器的各种光功能。在基本配置中，一个或多个输出端口通过在平板波导的包层上蚀刻的光栅滤波器与输入端口光耦合，附加的端口通过在平板波导的端壁上蚀刻的衍射光栅与输入端口光耦合。通过将光电探测器与两个输出端口光耦合提供单纤三重波分复用器平台，该两个输出端口接收通过两个包层蚀刻的滤波器和通过将激光和另一个输入端口光耦合从输入信号解复用的波长信道，另一个输入端口在端壁蚀刻的光栅滤波器上发出激光信号，用以耦合入发出原始输入信号的同一个的光纤中。

Description

带有混合衍射元件的平面光波滤波器
技术领域
[001]本发明涉及一种平面光波滤波线路，尤其涉及一种带有混合衍射元件的平面光波滤波线路，以在相同的芯片中提供带有不同特性的滤波元件的组合。
背景技术
[002]双向复用器/解复用器，即单纤三重波分复用器(triplexer)和同向双工器(diplexer)，用作光纤到户(FTTH)光网络和用户家庭之间的光网关。单纤三重波分复用器和同向双工器是非常小且低成本的接入装置，能够接收一个(同向双工器)或者两个(单纤三重波分复用器)高速信道(如电话和网络为1490nm，以及视频为1550nm)，同时传输第三信道(例如，信息输出为1310)，所有这些信号都被复用到用于简单安装的单个光纤上。
[003]典型的单纤三重波分复用器的要求给传统的光部件设计者提出相当大的挑战。单纤三重波分复用器光学结构需要额定波长为1310nm的激光器与单模光纤耦合，以传输来自用户家庭的光信号。在相同光纤的另一个方向，从户外来的额定为1490nm和1550nm波长的光被捕获，被解复用并定向到光探测器。困难的出现是由于在不同的波长的可操作通带(即在1310nm信道，预期为50nm-100nm的带宽)，该带宽提供了激光器可不发热操作的很大范围，而只有10nm至20nm的带宽需要用于探测器信道。而且，激光器二极管以单一横模模式操作，以及公共输入/输出光纤是单模光纤；因此，激光信道经过的路径必须在所有点上与单模光兼容，即激光信道的路径必须是可逆的。在传统的设计中，特别那些在平板光波线路中使用单一衍射结构的设计，没有实际的手段使用具有实质上不同的通带的信道来配置宽的波长范围(1250nm～1600nm)。
[004]现有技术装置，例如在2002年12月10日授权给Althaus的美国专利号6,493,121中公开的单纤三重波分复用器1，且如图1所示，使用沿着准直射束路径放置在特定位置的多个单独制作的薄膜滤波器(TFF)2a和2b，获得了单纤三重波分复用器1的功能。TFF 2a和2b与分开的激光器3和光电探测器4a和4b连接，被封装在分开的晶体管(TO)罐6中，然后单独地装配进一个元件。两个入射信道(1490nm和1550nm)的入射信号通过光纤7进入单纤三重波分复用器1。第一信道通过第一TFF 2a解复用，然后被定向到第一光电探测器4a，并且第二个信道通过第二个TFF 2b解复用，且被定向到第二光电探测器4b。输出信道(1310nm)在激光器3中形成，且通过第一和第二TFFs 2a和2b输出光纤7。不幸地，这种装置的装配需要很多劳动，需要所有的元件在非常低的公差之内被对准。
[005]为了简化外壳结构，从而在2004年5月4日授权给Althaus等人的美国专利第6,731,882号，和2004年6月29日授权给Melchior等人的6,757,460中公开了装配过程。单纤三重波分复用器5的进一步的改进如图2所示，涉及在半导体微工作台9上装配TFF 2a，2b和2c、激光器3和光电探测器4a和4b，确保可重复和精确的对准。不幸地，所有这些方案依然涉及TFF与TO罐的对准。不使用TFF的现有技术的一个例子在2004年2月17授权给Baumann等人的美国专利号6,694,102中公开了，公开一种使用多个马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉器的双向复用器。
[006]2006年6月27日授权给本发明申请人的美国专利第7,068,885号公开了一种包括在平板波导的相对面有一对面对面的衍射光栅的平面光波线路(planar lightwave circuit)，在相对方向将相互的光信号反射掉，提供同向双工器和单纤三重波分复用器功能。
[007]如在2005年4月12日以Mosberg的名义授权的美国专利第6,879,441号中公开的凹面分布布拉格反射器，提供了简单的复用器/解复用器功能；但是，对于分布布拉格反射器，反射信道的光谱宽度是与布拉格反射器的长度成比例，如反射10nm的宽带要使用2mm的布拉格反射器，因此将使用20mm布拉格反射器来反射100nm的带宽。不幸地，在该诸如需要100nm带宽来耦合激光二极管信道的同向双工器和单纤三重波分复用器的应用中，所有三个信道累计的布拉格反射器的尺寸对于实际应用来说太大了。
发明内容
[008]本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种带有混合衍射元件的平面光波过滤器线路，从而不同类型的衍射滤波器元件的优点可在单一的平板光波过滤器线路中展示。
[009]因此，本发明涉及一种平面光波线路装置，其包括：
[010]平板波导，其包括芯区域；
[011]第一端口，其用于将第一输出光信号发送到所述平板波导中；
[012]第二端口，其与所述第一端口光耦合，用于至少输出来自所述平板波导的所述输入光信号的第一部分；
[013]第三端口，其与所述第一端口光耦合；
[014]第一平面滤波器，其形成在平板波导中，用于将所述输入光信号的第一部分重定向到所述第二端口；以及
[015]凹面反射元件，其具有形成在所述平板波导的端壁上的光功率，所述凹面反射元件将所述第一端口与所述第三端口光耦合，且使光聚焦在所述第一端口和所述第三端口之间。
附图说明
[0016]将结合表示优选实施例的附图更详细地描述本发明，其中：
[0017]图1示出了使用薄膜滤波器的传统的单纤三重波分复用器；
[0018]图2示出了使用安装在半导体基板上的薄膜滤波器的传统的单纤三重波分复用器；
[0019]图3示出了根据本发明的用于解复用光信号的平面光波线路；
[0020]图4示出了到图3的平面光波线路的输出端口的一组可能的传输；
[0021]图5示出了到图3的平面光波线路的输出端口的另一组可能的传输；
[0022]图6示出了根据本发明的用于复用光信号的平面光波线路；
[0023]图7示出了根据本发明的用于将不同信道间隔的两组光信号解复用的平面光波线路；
[0024]图8示出了根据本发明的用于光信号复用和解复用的平面光波线路；
[0025]图9示出了根据本发明的提供双向单纤三重波分复用器功能的平面光波线路；
[0026]图10示出了根据本发明的提供双向同向双工器功能的平面光波线路；
[0027]图11示出了根据本发明的为激光器提供波长锁定功能的平面光波线路。
具体实施方式
[0028]参见图3，本发明的平面光波线路10包括输入波导11，其与输入端口12光耦合，通过该端口带有一个或多个波长信道如λ1，λ2和λ3+的光输入信号进入二维平板波导13中。平板波导13是由波导结构限制的，该波导结构将光主要限制在二维，同时约束光在第三维中的衍射。典型地，平板波导13是由上和下包覆区域或者层组成，在上下包覆区域之间有一个或多个芯区域；但是，在一些实施例中，例如绝缘体上硅(SOI)，上包覆区域可以是空气。由于波导结构限制，输入光信号在芯区域水平扩展，即在水平面发散。随后，输入光信号遇到第一滤波元件14，例如第一平面滤波器，诸如第一分布布拉格反射器。最常见的，布拉格反射器14或者基于多芯几何结构、UV-光修正芯区域或者蚀刻的包覆层。第一滤波元件14将一部分输入光信号反射，如在窄波长范围内用于解复用具有一个或多个波长信道(如中心为λ1)的期望的的通带，或者，在宽波长范围内用于抽出每一波长信道一小部分用于监视，形成第一反射光信号，同时传递输入光信号的剩余光(如剩余的波长信道，如中心为λ2和λ3)或者每个波长信道的剩余部分穿过平板波导13。第一反射光信号通过第一滤波元件14(或者其他一些具有光功率的装置)在第一输出端口16被重新聚集至第一输出波导，如光纤17。
[0029]优选地，穿过第一滤波器14的输入光信号遇见附加的滤波器元件，如第二滤波元件18，该第二滤波元件包括第二平面过滤器，如第二分布布拉格反射器。第二滤波元件18将一部分输入光信号反射，如在不同于第一滤波器元件14的第二波长范围内，如带有一个或多个波长信道的不同的期望的通带(如中心为λ2)，形成第二反射光信号。第二反射光信号由第二滤波器元件18(或者其他一些具有光功率的装置)在第二输出端口19被重新聚焦到第二输出波导21(如光纤)中。优选地，第一和第二滤波器元件14和18均包括凹面分布布拉格反射器，例如2005年4月12授权给Mosberg的美国专利第6,879,441号中公开的，该专利在此通过引用并入本文中，该布拉格反射器将输入光信号的所需的部分滤出并将其重新聚焦，消除对附加的透镜元件的需求。用于将额外的信道或者带从前述的任何光信号复用或者解复用或者复用或者解复用到前述的任何光信号的在平板波导13中的具有相似或者不同通带(passband)的一个、两个、三个或者多个滤波元件也属于本发明范围。
[0030]第一和第二滤波元件14和18可以被修改以增加其他特征，例如被称作啁啾的光栅周期中的线性变化，来扩大反射的光谱。具有啁啾的光栅具有增加色散的性质，即从光栅反射的不同波长将有不同的延迟。
[0031]穿过第一和第二滤波器14和18的输入光信号的剩余光，如剩余的波长信道λ3+，将碰到第三反射元件22，该第三反射元件22不同于第一和第二滤波器14和18，如有光功率的平面凹面(或者弓形)衍射光栅，具有1级或者更高级的衍射，或者如有光功率的平面凹面(或者弓形)衍射镜，即零级衍射光栅。优选地，第三反射元件22在平板波导13的端壁上形成，如蚀刻和/或涂敷。作为平面凹面镜，第三反射元件22将所有剩余的输入光信号(如剩余的波长信道)反射并重聚焦到第三输出端口23和第三输出波导，如光纤24。当第三反射元件22是镜子(反射率R＝1)时，第三输出波导24上的传输T3可以计算为T3＝1-T1-T2，其中T1和T2分别是在第一和第二输出波导17和21上的传输(参见图4)。但是，第三反射元件22还可以是平面反射光栅，如通过引用在此并入本文的2006年12月19日授权给本发明申请人的美国专利第7,151,635号中公开的凹面衍射光栅，或者Echelle光栅。因此，第三反射光栅22可用来将具有期望的通带的一个或者多个特定波长信道从输入光信号反射并聚焦到第三输出端口23上，而不需要额外的透镜，同时消除了不需要的信号和/或噪声(参见图5)。
[0032]第三反射元件22是不同形式的衍射滤波器，其响应可以具有不同于第一和第二滤波器14和18的优点和缺点，当过滤剩余的波长信道时，设计者可以对这些优点和缺点加以利用。对于分布布拉格反射器14和18，反射信道的光谱宽度与布拉格反射器的长度成比例。例如，如果需要使用2mm的布拉格反射器来反射10nm带宽，则需要使用20mm的布拉格反射器来反射100nm带宽。不幸地，在诸如需要100nm带宽来耦合激光二极管信道的同向双工器和单纤三重波分复用器的应用中，布拉格反射器对所有三个信道的累积尺寸对于实际应用来说太大。但是，来自反射衍射光栅或镜(镜＝零阶衍射光栅)的反射信号的光谱宽度并不依赖反射器的长度，即光不能穿透衍射光栅或者类镜结构，因此“反射器的长度”是无关的。现在，分布布拉格反射器和衍射光栅反射器的组合提供了有利条件，这是因为对于窄信道(如不超过50nm(理想地为10-20nm))，布拉格反射器可提供低损耗的光谱平滑传输；而镜结构或者低色散强度光栅提供宽得多的光谱响应，如大于75nm或者为第一和第二滤波器14和18的5倍(理想地为大约100nm或者在第一和第二滤波元件14和18的5和10倍之间)，用以耦合激光器，有效地消除2cm芯片长度，使实际装置能被构建而无附加的透镜。
[0033]使用本发明的平面波导线路可能构成各种各样的滤波器组合，如图3所示：1)三个滤波元件14、18和22中的每一个反射不同的期望的通带，用来将具有期望的信道宽度(例如，相同或不同)的预定的波长信道解复用；2)第一和第二滤波元件14和18中的每一个反射不同的期望的通带，用来解复用具有所期望的信道宽度(例如，相同或不同)的预定的波长信道，同时第三反射元件22反射所有剩余光信号；3)第一和第二滤波元件14和18中的一个是分流滤波器，用于将输入光信号中的每个波长信道的一部分分出，同时其他反射期望的通带，用于解复用具有期望的信道宽度的预定的波长信道，并且第三反射元件22或者反射所有的剩余光信号，或者反射期望的通带用以解复用具有所期望的信道宽度的预定的波长信道。
[0034]波导17、21和23可以是光纤、平面光波线路中的平板波导，或者一起被移除，从而光纤或者其他光学元件可以直接与平板波导13耦合。
[0035]图4示出了当第三反射元件22是如零阶衍射光栅的凹面镜时，平面光波线路10的前述例子2)的性能传输图。第一滤波元件14确保在如中心波长为λ1的波长信道的特定范围(传输T1)内的波长，可以通过第一输出端口16输出，而第二滤波器18确保如中心波长为λ2的波长信道的不同波长范围(传输T2)的波长，穿过第二输出端口19输出。输入光信号的剩余光(传输T3)被重新聚焦在所述第三输出端口23上。
[0036]如图5中所示是上述例子1)的传输图，即当第三反射元件22是平面反射光栅(1或更高衍射阶)。第一和第二滤波元件14和18提供类似于图4中所示的性能，即传输T1和T2；但是第三反射元件33的性能，即传输T3，是由其光栅22的衍射性能所确定的。在所述的例子中，第三反射元件22的通带近似为所述第一和第二滤波器14和18的带宽的5倍，并中心在λ3附近。剩余光被溢出。图5所示的传输图可以解释图3的解复用信道，或者参照图6可替换地表示复用的入射信道。而且，传输T1和T2可表示图9的入射解复用信道，而T3表示复用的输出激光信道。
[0037]图3的平面光波线路还可逆向工作，即如图6所示的作为复用器10’，其中平板波导13中的第一、第二和第三滤波元件14、18和22分别将输出端口16、19和23发出的例如具有波长中心λ1，λ2和λ3的输入光信复用成单一输出光束，用于从输出端口12中输出。如上，各种光谱特性如带宽和滚降(roll-off)可通过不同类型的衍射滤波器提供给不同的信道。
[0038]本发明的复用器/解复用器(MUX/DEMUX)25的另一个实施例如图7所示，包括输入端口12，用于发出(或者输出)具有多个波长信道的光信号给平板波导33。光信号包括带有第一信道间隔的第一组波长信道，如20nm信道间隔的粗波分复用(CWDM)信道(λC1和λC2)，以及第二组波长信道，如具有不同于第一组的如0.4信道间隔的密集波分复用信道λD1至λD4。潜在地，第二组信道的信道间隔可以是第一组的信道间隔的至少0.5倍，0.1倍或者甚至是0.02。可替换地，第二组波长信道可以具有较大的信道间隔，如至少是第一组波长信道的信道间隔的两倍、五倍或者十倍。第一和第二滤波元件14和18使得来自第一组波长信道的波长信道，如λC1和λC2，被分别解复用(或者复用的)并重定向给输出端口16和19，用以输出输出波导17和21。美国专利第7,151,635号中公开的具有光功率的凹面衍射光栅122将具有不同的信道间隔的第二组波长信道分别色散并且聚集到各自的输出端口23a-23d，用于通过波导24a至24d输出。如上所述，MUX/DEMUX 25还可复用端口16、19和23a至23d发出的信道，用以输出给输入端口12。可替换地，MUX/DEMUX25可提供双向滤波，如第一和第二滤波器14和18可解复用一组入射波长信道，用以输出给输出端口16和19，同时凹面衍射光栅122复用一组输出端口23a至23d输入的输出波长信道，用以输出给输入端口12或者反之亦然。
[0039]各种不同配置可实施用于任何数量的输入和输出波长信道，或者第一和第二滤波器元件14和18将选中的波长重定向到输入端口12、第一输出端口16和第二输出端口19中的任何一个或多个，即来自通过输出端口16、19和/或24a至24d中一个输入的输入光信号的一个或多个波长信道与通过输入端口12输入的一个或多个波长信道组合，然后输出给其他输出端口16、19和/或24a至24d中的一个。
[0040]例如：如图8所示，交叉连接31的功能可通过如下获得：当通过输入端口12发射进平板波导43的包括λ1和λ2的第一输入光信号的一部分，如波长信道中心为λ1，由第一分布布拉格反射滤波器34反射并聚焦在第二输出端口19上，而通过端口16发射的包括λ3和λ4的第二输入光信号的一部分，如波长信道λ3，由第二分布布拉格反射滤波器38反射并聚焦在第二输出端口19上。包括λ2和λ4的第一和第二输入光信号的剩余光传递给衍射光栅形式的第三反射元件42，且所有或者部分光被复用，且重定向到第三输出端口23。
[0041]本发明平面光波线路的另一个应用如图9所示，是用于通信市场的单纤三重波分复用器71。在平板波导73中形成的，如上述的凹面分布布拉格反射器形式的，第一和第二波长滤波器74和78分别解复用来自通过输入端口12从输入波导11发射的输入光信号的第一和第二波长信道，如用于模拟视频和数字信道的1550nm和1490nm波长。第一和第二滤波器74和78具有窄通带提供从10nm至20nm宽的波长信道。第一和第二波长信道被光电探测器PD1和PD2分别转换成电信号，分别与第一和第二输出端口16和19光耦合。第三反射元件72，优选地如上描述的凹面衍射光栅(衍射阶为1或者更高)形式的，将通过端口23发出的来自激光器LD的信号(如在大约1310nm)与通过输入端口12发出的输入波导11中的输出信号复用。由于制造变化和温度漂移，激光器需要第三滤波器72提供的宽的复用带宽，如50nm至100nm(至少是第一和第二滤波器74和78的5倍)。所设计的第三滤波器的通带还防止不需要的波长从其他端口12、16和19移动进入第三端口23。波导17、21和23可以是光纤，平面光波线路中的平板波导，或者可一起被移除，从而光纤10、PD1、PD2和LD与平板波导73直接耦合。而且，输出端口和波导12、16、19和23的顺序和位置不是很重要，且图9仅给出了一个可能的组合。
[0042]参见图10，同向双工器81可使用与单纤三分器件71相同的平台制造，但省略第二滤波器78、第二输出端口19、第二输出波导21和第二光电探测器PD2。剩余元件与单纤三分器相同，其中单一信道λ1，如宽度10nm至20nm，通过输入端口12输入平板导波83，由第一滤波器74分离，且由第一光电探测器PD1转换，单一的信道λ2由激光器LD通过端口23发出，且通过输入端口12使用凹衍射光栅72将单一的信道λ2复用到光纤11上。
[0043]另一个实施例，如图11所示，使用根据本发明的平面光波线路91作为激光器二极管LD的波长锁定器。平板波导93包括第一滤波器94，如分布布拉格反射器，参照第一滤波器如上面所定义的，通过第一端口92(即第一和第二端口是处于相同位置)将激光器二极管LD发出的一部分光反射返回激光器二极管LD，来锁定激光器二极管的波长。凹面反射元件96如凹面平面衍射光栅或者凹面镜，将从激光器二极管发出的光的剩余光重聚焦在输出端口98和在输出波导如光纤99上。衍射光栅96用来将不需要的波长过滤掉，如消除激光器二极管的自发辐射。因此，单一平面波导芯片能提供激光反馈，并将剩余光重聚焦在输出端口上。另外，相同的平面波导芯片可提供附加的过滤来消除输出信号中的噪声。

Claims (21)

1、一种平面光波线路装置，包括：
平板波导，其包括芯区域；
第一端口，其用于发出第一输入光信号进入所述平板波导；
第二端口，其与所述第一端口光耦合，用于输出至少来自所述平板波导的所述输入光信号的第一部分；
第三端口，其与所述第一端口光学耦合；
第一平面滤波器，其在所述平板光导中形成，用于将所述输入光信号的所述第一部分重定向到所述第二端口；和
凹面反射元件，其具有在所述平板光导的端壁上形成的光功率，所述凹面反射元件用于将所述第一端口和所述第三端口光耦合，且使光聚焦在所述第一端口和所述第三端口之间。
2、根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一滤波器包括凹面分布布拉格反射器，用于将所述第一输入光信号的所述第一部分重定向并重聚焦至所述第二端口。
3、根据权利要求2所述的装置，其中，所述反射元件包括凹面衍射光栅，所述凹面衍射光栅形成在所述平板光导的所述端壁上，用于在所述第一和第三端口之间对至少一个波长信道滤波和重聚焦。
4、根据权利要求3所述的装置，其中，所述衍射光栅将来自所述第一输入光信号的至少一个波长信道分离且重聚焦在所述第三端口上。
5、根据权利要求3所述的装置，其中，所述衍射光栅将来自所述第三端口发出的第二光信号的波长信道复用到所述第一端口。
6、根据权利要求3所述的装置，其中，所述衍射光栅具有至少为所述第一滤波器光谱响应的五倍的光谱响应。
7、根据权利要求1所述的装置，还包括与所述第一端口光耦合的第四端口；以及第二平板滤波器，其形成在所述平板波导区域中，用于将所述第一端口和所述第四端口光耦合。
8、根据权利要求7所述的装置，其中，所述第一输入光信号包括多个波长信道；其中，所述第一部分包括第一波长信道，所述第一滤波器解复用所述第一波长信道；其中，所述凹面反射元件将来自所述第一输入光信号的第二波长信道重定向到所述第三端口；以及其中，所述第二滤波器解复用来自所述第一输入光信号的第三波长信道，且将所述第三波长信道重定向到所述第四端口。
9、根据权利要求8所述的装置，还包括第五端口，所述第五端口与所述第一端口光耦合；其中，所述凹面反射元件包括凹面衍射光栅，所述衍射光栅还将来自所述第一输入光信号的第四波长信道解复用并聚焦至所述第五端口。
10、根据权利要求9所述的装置，其中，所述第一和第二滤波器用第一信道间隔解复用信道；以及其中，所述凹面衍射光栅用不同于所述第一信道间隔的第二信道间隔解复用信道。
11、根据权利要求7所述的装置，其中，所述第一输入光信号包括多个波长信道；其中，所述第一部分包括被所述第一滤波器定向到所述第二端口的每一个所述波长信道的一部分；其中，所述反射元件将第二波长信道重定向到所述第三端口；以及其中，所述第二滤波器解复用来自所述第一输入光信号的第三波长信道，且将所述第三波长信道重定向到所述第四端口。
12、根据权利要求7所述的装置，其中，所述第一输入光信号包括多个波长信道；其中，所述第一部分包括被所述第一滤波器重定向到所述第二端口的第一波长信道，同时传递第二波长信道；其中，所述第二滤波器将通过所述第四端口发送的第三波长信道重定向到所述第二端口，同时传递第四波长信道；以及其中，所述反射元件将所述第二和第四波长信道重定向并聚焦到所述第三端口。
13、根据权利要求7所述的装置，其中，所述输入光信号包括多个波长信道；其中，所述第一部分包括被所述第一滤波器解复用的第一波长信道；其中，所述第二滤波器将来自所述第一输入光信号的第二波长信道解复用并重定向到所述第四端口；以及其中，所述反射元件将第二输入光信号中发射的第三波长通过所述第三端口复用到所述第一端口。
14、根据权利要求13所述的装置，还包括：与所述第二端口光耦合的第一光电探测器，用于将所述第一波长信道转换成第一电信号；与所述第四端口光耦合的第二光电探测器，用于将所述第二波长信道转换成第二电信号；和与所述第三波长信道光耦合的激光器，用于生成包括所述第三波长信道的光信号。
15、根据权利要求14所述的装置，其中，所述第一和第二滤波器均包括凹面分布布拉格反射器，用于将所述第一和第二波长信道分别重定向并聚焦到所述第二和第四端口；以及其中，所述反射元件包括衍射光栅，所述衍射光栅形成在所述平板波导的所述端壁上，用于将所述第三波长信道以至少为所述第一和第二信道的5倍的期望的信道宽度从所述第三端口重新聚焦在所述第一端口上。
16、根据权利要求1所述的装置，还包括与所述第一端口光耦合的激光器；其中，所述第二端口与所述第一端口位于相同的位置，因而所述第一平面滤波器将所述输入光信号的第一部分重定向并重聚焦回到所述激光器，以将其所述波长锁定在期望波长，以及将所述输入光信号的剩余部分传递给凹面反射元件；以及其中所述凹面反射元件将所述输入光信号的所述剩余部分聚焦在所述第三端口上。
17、一种平面光波线路装置包括：
平板波导，其包括芯区域；
第一端口，用于发送输入光信号进入到所述平板波导；
第二端口，用于输出所述输入光信号的第一部分；
第一凹面分布布拉格反射器，其形成在所述平板波导中，用于将所述光信号的所述第一部分重定向并聚焦在所述第二端口，并且用于传送所述输入光信号的第二部分；
第三端口，其用于输出所述输入光信号的所述第二部分；以及
凹面衍射光栅，其具有零阶或者更高阶，所述凹面衍射光栅形成在所述平板光导的所述端壁上，用于聚集所述第一和第三端口之间的光。
18、根据权利要求17所述的装置，还包括：第四端口；和第二凹面分布布拉格反射器滤波器，用于将所述第一端口与所述第四端口光耦合。
19、根据权利要求18所述的装置，还包括：与所述第四端口光耦合的激光器，用于在所述凹面衍射光栅发送输出信号以输出所述第一端口。
20、一种波长锁定器，包括：
平板波导，其包括芯区域；
第一端口，其用于光耦合到激光器，所述第一端口发送输出光信号到所述平板波导中；
第一凹面分布布拉格反射器滤波器，其在所述平板波导中形成，用于将所述输入光信号的第一部分重定向并聚焦回到所述第一端口，用以将其所述波长锁定在期望的波长，以及用于传递所述输入光信号的剩余部分；
第二端口，其与所述第一端口光耦合，用于输出来自所述平板波导的所述输入光信号的所述剩余部分；以及
凹面反射元件，其形成在所述平板波导的端壁上，用于将所述第一端口与所述第三端口光耦合，以将所述输入光信号的所述剩余部分重聚焦到所述第二端口。
21、根据权利要求20所述的装置，其中所述反射元件包括凹面衍射光栅，用于将所述输入光信号的所述剩余的不需要部分过滤掉。
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