CN102087381B - 双awg的无热补偿方法 - Google Patents

Abstract

一种双AWG的无热补偿方法：将相邻的第一、第二AWG图形沿形状曲线一起切割下来，作为一个芯片；沿芯片输入罗兰圆的横向方向采取直线切割的方式将芯片切成第一部分和第二部分两部分；将第一部分可移动的贴在底板上；将第二部分牢固地粘接到底板上；将第一输入罗兰圆和第二输入罗兰圆之间沿形状曲线切开一条缝隙；调第一、第二AWG的中心波长；安装温度补偿杆；将第一、第二AWG的输入部分之间通过一根连接杆相连。本发明能够仅用一个补偿杆同时补偿两个AWG，实现无热封装，且可以分别调节中心波长。其结构简单，易于实现。本发明提供的集成两个无热AWG的方法能够降低总的成本，以及封装尺寸。

Description

双AWG的无热补偿方法

技术领域

本发明涉及一种双AWG的补偿方法。特别是涉及一种温度不敏感的一种双AWG的无热补偿方法。

背景技术

阵列波导光栅(AWG)是基于平面光波导集成技术的重要光器件。随着市场需求的变化和技术的进步，AWG已开始从第一代的加热型向第二代的无热型过渡，即AWG工作时无须对其加热。优势在于：省去复杂的温度控制电路和加热器，降低了成本而且器件的稳定性增强，属于纯无源器件；节省了通信系统的能耗；应用范围更广，如可用于无供电条件的场所。通常的无热AWG采用温度补偿的技术保持波长的稳定，如用金属补偿杆连接输入波导，在杆热胀冷缩的驱动下使输入波导移动来补偿波长随温度的漂移。这些补偿方法都是对波长的温度特性进行线性补偿。

为了降低AWG的成本，在衬底上需要尽可能地多排布AWG图形，如图1所示，是很多厂商选择的AWG掩模图形。其优点在于最大限度地利用了衬底的空间，有利于降低芯片成本。利用曲线切割技术，可以将每一个AWG图形切割下来使用。

专利WO2008044836和US6490395公开了一种温度不敏感的无热AWG的封装方案。其补偿杆在环境温度变化时能够带动被切开的AWG芯片输入罗兰圆两部分的相对横向位移，其作用在于，改变输入波导出光口的横向位置，从而偏移中心波长，其偏移方向与温度变化引起的中心波长的偏移方向相反，从而保持中心波长的稳定。这种补偿方法能够实现单个AWG器件的温度不敏感性。在实际的应用场合，常常是两个AWG组合使用，一个做波长复用，另一个做解复用。或者是两个AWG的波长交错分布，以提高系统波分复用密度。通常的做法是用两个单独的AWG模块，分别实现相应的功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种将两个AWG集成在一个模块内，并且同时实现温度补偿的一种双AWG的无热补偿方法。

本发明所采用的技术方案是：一种双AWG的无热补偿方法，包括如下步骤：

1)首先是将相邻的第一、第二AWG图形沿形状曲线一起切割下来，作为一个芯片；

2)沿芯片输入罗兰圆的横向方向采取直线切割的方式将芯片切成第一部分和第二部分两部分，并且第一部分小于第二部分；

3)切割后芯片的第一部分包括第一AWG、第二AWG的输入波导，以及对应的第一输入罗兰圆、第二输入罗兰圆，将第一部分可移动的贴在底板上；芯片的第二部分含有阵列波导和输出波导，将该第二部分牢固地粘接到底板上；

4)将第一输入罗兰圆和第二输入罗兰圆之间沿形状曲线切开一条缝隙；

5)调第一AWG、第二AWG的中心波长；

6)安装温度补偿杆；

7)将第一AWG、第二AWG的输入部分之间通过一根连接杆相连。

所述的底板采用具有足够小热膨胀系数的硅片或玻璃片。

步骤2中所述的切割包括利用切割锯、水喷射切割、化学蚀刻、激光切片、线锯或EDM方式。

步骤2中所切割的缝隙的宽度小于等于30微米。

步骤2中所切割的缝隙内渗入起到折射率匹配作用并还保证两边的芯片相对位移的胶。

步骤5所述的调两个AWG的中心波长的方式是，横向移动被切开的第一、第二AWG的第一输入罗兰圆和第二输入罗兰圆。

步骤6所述的安装温度补偿杆，是将温度补偿杆的一端粘接固定在底板上，另一端连接在第二AWG的第二输入罗兰圆上。

步骤6所述的安装温度补偿杆，是将温度补偿杆的一端粘接固定在底板上，另一端另一端则固定在第一AWG的输入部分上。

所述的连接杆6的热膨胀系数小于补偿杆3的热膨胀系数。

本发明所采用的另一技术方案是：一种双AWG的无热补偿方法，包括如下步骤：

1)首先是将相邻的第一、第二AWG图形沿形状曲线一起切割下来，作为一个芯片；

2)将切割下来的芯片放置在一块底板上；

3)将芯片沿输入罗兰圆的横向方向沿直线切成两部分，所切割的缝隙的宽度小于等于30微米，并在缝隙内渗入起到折射率匹配作用并还保证两边的芯片相对位移的胶，切割后芯片较小的一部分包括两个AWG的输入波导和第一、第二输入罗兰圆；

4)将第一输入罗兰圆和第二输入罗兰圆5之间切开一条缝隙；

5)调第一AWG、第二AWG的中心波长；

6)将第一AWG、第二AWG的输入部分上表面粘接在基片上；

7)将温度补偿杆的一端粘接固定在底板上，另一端连接在基片上。

本发明的一种双AWG的无热补偿方法，能够仅用一个补偿杆同时补偿两个AWG，实现无热封装，且可以分别调节中心波长。其结构简单，易于实现。在实际应用中，常常需要用到两个AWG的组合，一个用于分波，另一个用于合波。或者两个交叉波段的组合。本发明提供的集成两个无热AWG的方法能够降低总的成本，以及封装尺寸。

附图说明

图1是衬底上的AWG图形分布的示意图；

图2是切割下来的含两个AWG图形的芯片示意图；

图3是本发明的一个实施例的示意图；

图4是本发明的另一个实施例的示意图；

图5是本发明的再一个实施例的示意图。

其中：

1：输出波导        2：输出波导

3：温度补偿杆      4：第一输入罗兰圆

5：第二输入罗兰圆  6：连接杆

7：缝隙            8：底板

9：芯片            10：缝隙

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的双AWG的无热补偿方法做出详细说明。

本发明的双AWG的无热补偿方法，首先是将两个AWG图形一起切割下来，作为一个芯片，然后利用一个温度补偿杆，同时补偿两个AWG的波长温度偏移，温度补偿杆可以是铝，铜或其它金属材料制成，其应该具有典型的热胀冷缩的特性，并且可以是任何合适的形状。

如图3、图4所示，本发明的双AWG的无热补偿方法具体包括如下步骤：

1)首先是将相邻的第一AWG、第二AWG图形沿形状曲线一起切割下来，作为一个芯片9；

2)沿芯片9输入罗兰圆的横向方向将芯片9切成第一部分和第二部分两部分，并且第一部分小于第二部分，可以用任何适合的方式切割，所述的切割包括利用切割锯、水喷射切割、化学蚀刻、激光切片、线锯或EDM方式。由于这一切割过程切断了AWG的芯片波导部分，为了减小损耗，所切割的缝隙7的宽度小于等于30微米。可以在所切割的缝隙7内渗入起到折射率匹配作用并还保证两边的芯片9相对位移的且足够软的胶。

3)切割后芯片9的第一部分包括第一AWG、第二AWG的输入波导，以及对应的第一输入罗兰圆4、第二输入罗兰圆5，将第一部分可移动的贴在底板8上；芯片的第二部分含有阵列波导和输出波导，将该第二部分牢固地粘接到底板8上；

4)将第一输入罗兰圆4和第二输入罗兰圆5之间沿形状曲线切开一条缝隙10，将第一、第二AWG的输入部分分开，以便于两个AWG分别调中心波长，这条缝隙最好是弯曲的以避免切到AWG图形，可以采用激光切割的方式；

5)调第一、第AWG的中心波长，所述的调两个AWG的中心波长的方式是，横向移动被切开的第一、第二AWG的第一输入罗兰圆4和第二输入罗兰圆5；

6)安装温度补偿杆3，当两个AWG的中心波长都调节完成后，开始安装温度补偿杆。所述的安装温度补偿杆3，如图3所示是将温度补偿杆3的一端粘接固定在底板8上，另一端连接在第AWG的第二输入罗兰圆5上，补偿杆直接驱动AWG2的输入部分位移，；或者如图4所示，是将温度补偿杆3的一端粘接固定在底板8上，另一端另一端则固定在第一AWG的输入部分上，温度补偿杆直接驱动AWG1的输入位移，再带动AWG2的温度补偿；

7)将第一、第二AWG的输入部分之间通过一根连接杆6相连，所述的连接杆6的热膨胀系数小于补偿杆3的热膨胀系数，可以是玻璃所制。作用是带动AWG1的输入部分与AWG2的输入部分一起位移，以达到补偿两个AWG的中心波长的目的。

如图5所示，本发明的双AWG的无热补偿方法，还可以是包括如下步骤：

1)首先是将相邻的第一、第二AWG图形沿形状曲线一起切割下来，作为一个芯片9；

2)将切割下来的芯片9放置在一块底板8上；

3)将芯片9沿输入罗兰圆的横向方向沿直线切成两部分，所切割的缝隙的宽度小于等于30微米，并在缝隙内渗入起到折射率匹配作用并还保证两边的芯片9相对位移的胶，切割后芯片9较小的一部分包括两个AWG的输入波导和第一、第二输入罗兰圆4、5；

4)将第一输入罗兰圆4和第二输入罗兰圆5之间切开一条缝隙10；

5)调第一、第二AWG的中心波长；

6)将第一、第二AWG的输入部分上表面粘接在基片11上；

7)并将基片11与底板通过一个温度补偿杆3连接起来，将温度补偿杆的一端粘接固定在底板上，另一端连接在基片上，温度补偿杆3直接驱动基片的移动，然后基片再带动第一、第二AWG的输入部分的位移，补偿各自的波长温度偏移。

Claims (8)

1.一种双AWG的无热补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)首先是将相邻的第一、第二AWG图形沿形状曲线一起切割下来，作为一个芯片；

2)沿芯片输入罗兰圆的横向方向采取直线切割的方式将芯片切成第一部分和第二部分两部分，并且第一部分小于第二部分；

3)切割后芯片的第一部分包括第一AWG、第二AWG的输入波导，以及对应的第一输入罗兰圆、第二输入罗兰圆，将第一部分可移动的贴在底板上；芯片的第二部分含有阵列波导和输出波导，将该第二部分牢固地粘接到底板上；

4)将第一输入罗兰圆和第二输入罗兰圆之间沿形状曲线切开一条缝隙；

5)调第一AWG、第二AWG的中心波长；

6)安装温度补偿杆

所述的安装温度补偿杆，是将温度补偿杆的一端粘接固定在底板上，另一端连接在第二AWG的第二输入罗兰圆上，或是将温度补偿杆的一端粘接固定在底板上，另一端则固定在第一AWG的输入部分上；

7)将第一AWG、第二AWG的输入部分之间通过一根连接杆相连。

2.根据权利要求1所述的双AWG的无热补偿方法，其特征在于，所述的底板采用具有足够小热膨胀系数的硅片或玻璃片。

3.根据权利要求1所述的双AWG的无热补偿方法，其特征在于，步骤2中所述的切割包括利用切割锯、水喷射切割、化学蚀刻、激光切片、线锯或EDM方式。

4.根据权利要求1所述的双AWG的无热补偿方法，其特征在于，步骤2中所切割的缝隙的宽度小于等于30微米。

5.根据权利要求1所述的双AWG的无热补偿方法，其特征在于，步骤2中所切割的缝隙内渗入起到折射率匹配作用并还保证两边的芯片相对位移的胶。

6.根据权利要求1所述的双AWG的无热补偿方法，其特征在于，步骤5所述的调两个AWG的中心波长的方式是，横向移动被切开的第一、第二AWG的第一输入罗兰圆和第二输入罗兰圆。

7.根据权利要求1所述的双AWG的无热补偿方法，其特征在于，所述的连接杆(6)的热膨胀系数小于补偿杆(3)的热膨胀系数。

8.一种双AWG的无热补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)首先是将相邻的第一、第二AWG图形沿形状曲线一起切割下来，作为一个芯片；

2)将切割下来的芯片放置在一块底板上；

3)将芯片沿输入罗兰圆的横向方向沿直线切成两部分，所切割的缝隙的宽度小于等于30微米，并在缝隙内渗入起到折射率匹配作用并还保证两边的芯片相对位移的胶，切割后芯片较小的一部分包括两个AWG的输入波导和第一、第二输入罗兰圆；

4)将第一输入罗兰圆和第二输入罗兰圆(5)之间切开一条缝隙；

5)调第一AWG、第二AWG的中心波长；

6)将第一AWG、第二AWG的输入部分上表面粘接在基片上；

7)将温度补偿杆的一端粘接固定在底板上，另一端连接在基片上。

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