CN103336332A - 一种三波分复用/解复用器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三波分复用/解复用器及其制备方法，涉及光通信分光技术领域，意在提供一种三波分复用/解复用器及其制备方法，在制造时可根据自行设计的某一种光信号偏离度需要进行制造，制备工艺简单，集成度高。其步骤为：选择石英制作衬底层，选择折射率低的纯材料制作下包层，选择折射率高的掺杂材料制作芯层，将芯层加工成N形波导光路，选择与下包层折射率相同的掺杂材料制作上包层，在N形波导光路的中间两个端口处分别连接只能分别各自过滤出某种一种光信号的两块滤波片，在每块滤波片外连接有光纤阵列接头，在N形波导光路的两端的两个端口处也分别连接光纤阵列接头。本发明主用应用于光通信混合光信号分光技术中。

Description

一种三波分复用/解复用器及其制备方法

技术领域

本发明涉及光通信分光技术领域，尤其涉及一种三波分复用/解复用器及其制备方法。

背景技术

在通信传输线路上，一般同时有1310nm、1490nm、1550nm这三个波长的光信号在同一根光纤中传输。目前，要把一根光纤中同时传输的波长分别为1310nm、1490nm、1550nm的这三个波长的光信号进行复用或解复用，一般都采用分立的光学元件实现1310nm、1490nm、1550nm这三个波长的光信号的复用或解复用。然而，采用分立的光学元件实现多个光信号的复用或解复用，由于其器件的光学元件是分立的，导致器件的体积较大、制备工艺复杂，不利于器件的集成。

中国专利公开号CN1467926，公开日是2004年1月14日，名称为“光功率分路器”的方案中公开了一种光功率分路器，具有一个输入光波导和用于将输入光波导分路成N个光信号的N个输出光波导，包括： 至少两个具有平面光波电路元件结构并在单一芯片中以预设的距离 被分开放置的光分路器；以及用于对准多个光分路器的输入和输出光波导的对准波导。不足之处在于，这种光功率分路器，只能将一束光信号平均分成两路光信号，却不能将同一根光纤中同时传输的不同波长的光信号分别分离开来。

名称解释：

1、CVD(Chemical Vapor Deposition, 化学气相沉积)，指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应室，在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。在超大规模集成电路中很多薄膜都是采用CVD方法制备。经过CVD处理后，表面处理膜密着性约提高30%，防止高强力钢的弯曲，拉伸等成形时产生的刮痕。

2、光刻和刻蚀，这两个词是半导体工艺中的重要步骤。（1）“光刻”是指在涂满光刻胶的晶圆（或者叫硅片）上盖上事先做好的光刻板，然后用紫外线隔着光刻板对晶圆进行一定时间的照射。原理就是利用紫外线使部分光刻胶变质，易于腐蚀。（2）“刻蚀”是光刻后，用腐蚀液将变质的那部分光刻胶腐蚀掉（正胶），晶圆表面就显出半导体器件及其连接的图形。然后用另一种腐蚀液对晶圆腐蚀，形成半导体器件及其电路。

发明内容

本发明是为了解决现有光功率分路器，只能将一束光信号平均分成两路光信号，却不能将同一根光纤中同时传输的不同波长的光信号分别分离开来，以及现有光信号的复用或解复用器都采用分立的光学元件实现多个光信号的复用或解复用，由于其器件的光学元件是分立的，导致器件的体积较大、制备工艺复杂，不利于器件集成的这些不足，提供一种三波分复用/解复用器及其制备方法，该三波分复用/解复用器及其制备方法是基于平面光波导技术的，结构紧凑，易实现与其它有源或无源器件集成，机械性能以及环境稳定性好，使用方便，制备工艺简单，体积小，可以直接安装在现有的各种光纤传输的交接箱内，不需要留出很大的安装空间，成本低廉，在制造时还可根据自行设计的某一种光信号的偏离度大小需要进行制造。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种三波分复用/解复用器制备方法，包括一号光纤阵列接头、二号光纤阵列接头、三号光纤阵列接头、四号光纤阵列接头，其制备方法的实现步骤如下：

步骤一，制作衬底层，选择石英作为衬底层的制作材料，并对衬底层的表面进行抛光处理；

步骤二，制作下包层，选择折射率低的纯材料作为下包层的制作材料，在衬底层的上表面，通过CVD方法沉积制作厚度为16-30微米的下包层；

步骤三，制作芯层，选择折射率高的掺杂材料作为芯层的制作材料，在下包层的上表面通过CVD方法沉积制作厚度为6微米的芯层；

步骤四，制作N形波导光路，通过光刻和刻蚀工艺对芯层进行处理，将芯层加工成截面为6×6微米的N形波导光路，使N形波导光路共形成四个端口和三条光路，所述四个端口分别为一号端口、二号端口、三号端口和四号端口，所述三条光路分别为一号光路、二号光路和三号光路；

步骤五，制作上包层，选择与下包层折射率相同的掺杂材料作为上包层的制作材料，在下包层的上表面以及N形波导光路的上表面，通过CVD方法沉积制作厚度为16-30微米的上包层，使N形波导光路除所述四个端口外均被密封在上包层和下包层之间；

步骤六，将经过步骤五后所得到的一整块晶圆体切割成复用芯片，并通过封装技术对复用芯片进行贴盖板封装；

步骤七， 选择一块一号滤波片，并且该一号滤光片只能过滤出用户所需要分出的第一种光信号，并把所述一号滤波片紧密粘接在N形波导光路的二号端口上；同时，再选择一块二号滤波片，并且该二号滤光片只能过滤出用户所需要分出的第二种光信号，并把所述二号滤波片紧密粘接在N形波导光路的三号端口上；

步骤八，把一号光纤阵列接头紧密粘接在N形波导光路的一号端口上，把二号光纤阵列接头紧密粘接在一号滤波片上，把三号光纤阵列接头紧密粘接在二号滤波片上，把四号光纤阵列接头紧密粘接在N形波导光路的四号端口上。

作为优选，所述下包层的制作材料选择纯二氧化硅薄膜，所述芯层的制作材料选择折射率高的掺杂二氧化硅薄膜，所述上包层的制作材料选择掺杂二氧化硅薄膜，所述贴盖板的制作材料选用普通玻璃材料。

作为优选，所述步骤五还包括：制作一号辅助波导块，具体是，在一号光路外侧的上包层内设置一号波导凹槽，且一号波导凹槽与一号光路平行，一号波导凹槽的槽底落在下包层的上表面上或落在下包层内，一号波导凹槽的开口在上包层的上表面上，且一号波导凹槽距离一号光路0.4-2.3微米，一号波导凹槽的宽度为8微米，一号波导凹槽的长度要小于一号光路的长度，然后选择折射率只能与所述第一种光信号耦合的一号辅助波导高分子材料注入到一号波导凹槽内，并让一号辅助波导高分子材料在一号波导凹槽内固化，形成一号辅助波导块。

作为优选，所述步骤五还包括：制作二号辅助波导块，具体是，在一号光路与二号光路之间的上包层内设置二号波导凹槽，二号波导凹槽设置在所述三号端口处的二号光路一侧方，且二号波导凹槽离一号光路的距离超过30微米以上，二号波导凹槽的槽底落在下包层的上表面上或落在下包层内，二号波导凹槽的开口在上包层的上表面上，且二号波导凹槽距离二号光路0.4-2.3微米，二号波导凹槽的宽度为8微米，二号波导凹槽的长度要小于二号光路的长度，然后选择折射率只能与所述第二种光信号耦合的二号辅助波导高分子材料注入到二号波导凹槽内，并让二号辅助波导高分子材料在二号波导凹槽内固化，形成二号辅助波导块。

作为优选，在所述一号波导凹槽的内侧壁上，高于或低于一号光路的一号波导凹槽内侧壁向一号光路这侧弯折，并且与一号光路厚度等高的一号波导凹槽内侧壁与一号光路外侧壁平行。

作为优选，在所述二号波导凹槽的内侧壁上，高于或低于二号光路的二号波导凹槽内侧壁向二号光路这侧弯折，并且与二号光路厚度等高的二号波导凹槽内侧壁与二号光路外侧壁平行。

作为优选，一号光纤阵列接头的轴心线与一号光路的轴心线在同一条直线上，四号光纤阵列接头的轴心线与三号光路的轴心线在同一条直线上。

作为优选，所述一号光路的长度等于所述二号光路的长度，所述一号光路的长度也等于所述三号光路的长度，且一号滤波片设置在一号端口和三号端口之间的中心对称线上，二号滤波片设置在二号端口和四号端口之间的中心对称线上。

一种三波分复用/解复用器，包括一号光纤阵列接头、二号光纤阵列接头、三号光纤阵列接头和四号光纤阵列接头，还包括一号滤波片、二号滤波片和衬底层，采用石英材料制作衬底层，并对衬底层的表面进行抛光处理；在衬底层的上表面，采用折射率低的纯材料，通过CVD方法沉积制作有厚度为16-30微米的下包层；在下包层的上表面，采用折射率高的掺杂材料，通过CVD方法沉积制作有厚度为6微米的芯层；采用光刻和刻蚀工艺对芯层进行处理，将芯层加工成截面为6×6微米的N形波导光路，使N形波导光路共形成四个端口和三条光路，所述四个端口分别为一号端口、二号端口、三号端口和四号端口，所述三条光路分别为一号光路、二号光路和三号光路；采用与下包层折射率相同的掺杂材料，在下包层的上表面以及N形波导光路的上表面，通过CVD方法沉积制作有厚度为16-30微米的上包层，使N形波导光路除所述四个端口外均被密封在上包层和下包层之间，形成一整块晶圆体，将所述晶圆体切割成复用芯片，并通过封装技术对复用芯片进行贴盖板封装；将所述一号滤波片紧密粘接在N形波导光路的二号端口上，将所述二号滤波片紧密粘接在N形波导光路的三号端口上；把一号光纤阵列接头紧密粘接在N形波导光路的一号端口上，把二号光纤阵列接头紧密粘接在一号滤波片上，把三号光纤阵列接头紧密粘接在二号滤波片上，把四号光纤阵列接头紧密粘接在N形波导光路的四号端口上。

作为优选，所述下包层的制作材料选择纯二氧化硅薄膜，所述芯层的制作材料选择折射率高的掺杂二氧化硅薄膜，所述上包层的制作材料选择掺杂二氧化硅薄膜，所述贴盖板的制作材料选用普通玻璃材料；所述一号光纤阵列接头的轴心线与一号光路的轴心线在同一条直线上，四号光纤阵列接头的轴心线与三号光路的轴心线在同一条直线上；所述一号光路的长度等于所述二号光路的长度，所述一号光路的长度也等于所述三号光路的长度，且一号滤波片设置在一号端口和三号端口之间的中心对称线上，二号滤波片设置在二号端口和四号端口之间的中心对称线上。

本发明能达到如下效果：

1、该复用与分复用器及其制备方法，在制造时可根据自行设计的偏离度大小需要进行制造，且可靠性稳定性好，制造简单方便，成本低。

2、该分路器及其制备方法，在N形波导光路一侧设置光信号耦合区，并在耦合区内设有附加的辅助波导，耦合区的波导凹槽设置在N形波导光路的一侧方，通过向波导凹槽中注入不同折射率的辅助波导高分子材料方式来改变耦合区内某一种光信号的等效折射率分布，最终实现光复用与分复用器的偏离度大小在制造设计时的自定义。

3、该三波分复用/解复用器及其制备方法是基于平面光波导技术的，结构紧凑，易实现与其它有源或无源器件集成，机械性能以及环境稳定性好，使用方便，制备工艺简单，体积小，可以直接安装在现有的各种光纤传输的交接箱内，不需要留出很大的安装空间，成本低廉。

附图说明

图1是本发明复用芯片的一种结构示意图。

图2是本发明在复用芯片上连接有四个光纤阵列接头和两块滤波片时的一种俯视结构示意图。

图3是本发明在复用芯片上连接有四个光纤阵列接头和两块滤波片时的一种三维结构示意图。

图4是本发明在复用芯片的一号光路外侧设置有一号辅助波导块时的一种结构示意图。

图5是本发明在复用芯片的一号光路外侧和二号光路一侧分别设置有一号辅助波导块和二号辅助波导块时的一种结构示意图。

图6是本发明固化的一号辅助波导块没有弯折段时的一种层次结构示意图。

图7是本发明固化的一号辅助波导块上端有弯折段时的一种层次结构示意图。

图8是本发明固化的一号辅助波导块上下端都有弯折段时的一种层次结构示意图。

图中：衬底层1，下包层2，N形波导光路3， 上包层4，四号端口5，二号端口6，三号光路7，二号光路8，一号光路9，一号端口10，三号端口11，复用芯片12，一号光纤阵列接头13，输入光信号14，第二种光信号15，三号光纤阵列接头16，二号滤波片17，四号光纤阵列接头18，第三种光信号19，第一种光信号20，二号光纤阵列接头21，一号滤波片22，一号辅助波导块23，二号辅助波导块24，芯层25，一号波导凹槽26。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：一种三波分复用/解复用器及其制备方法，参见图1、图2、图3所示，包括一号光纤阵列接头13、二号光纤阵列接头21、三号光纤阵列接头16、四号光纤阵列接头18，其制备方法的实现步骤如下：

步骤一，制作衬底层1，选择石英作为衬底层的制作材料，并对衬底层的表面进行抛光处理；可以根据设备选择衬底层的大小，比如硅片有4寸的、六寸的和八寸的等不同规格。

步骤二，制作下包层2，选择折射率低的掺杂二氧化硅薄膜材料作为下包层的制作材料，在衬底层的上表面，通过CVD方法沉积制作厚度为16-30微米的下包层；下包层的厚度要大于10微米以上，如果下包层厚度太薄了，信号光在耦合区进行耦合时，N形波导光路的信号光易穿过下包层，对光信号损耗较大，因此，下包层的厚度要大于10微米以上，以保证器件性能不受衬底层折射率的影响。但下包层的厚度也不宜过于厚，下包层的厚度不超过30毫米为宜，下包层过于厚了不仅增加制作材料的成本，产生浪费，也使制作出来的元件体积较大，导致使用不便，还增加制作材料的成本。

步骤三，制作芯层25，选择折射率高的掺杂二氧化硅薄膜材料作为芯层的制作材料，在下包层的上表面通过CVD方法沉积制作厚度为6微米的芯层；由于单模光纤纤芯尺寸一般在小于10微米，所以把芯层厚度制成6微米，是跟光纤可以匹配。芯层的厚度也不宜过厚，过厚导致光信号在芯层内损耗较大，进而影响光信号复用或解复用的效果。

步骤四，制作N形波导光路3，通过光刻和刻蚀工艺对芯层进行处理，将芯层加工成截面为6×6微米的N形波导光路，使N形波导光路共形成四个端口和三条光路，四个端口分别为一号端口10、二号端口6、三号端口11和四号端口5，三条光路分别为一号光路9、二号光路8和三号光路7；把N形波导光路制成截面为6×6微米的正方形面，这样光信号在N形波导光路内的损耗度较低，传输效果较好。

 步骤五，制作上包层4，选择与下包层折射率相同的掺杂二氧化硅薄膜材料作为上包层的制作材料，在下包层的上表面以及N形波导光路的上表面，通过CVD方法沉积制作厚度为16-30微米的上包层，使N形波导光路除四个端口外均被密封在上包层和下包层之间；上包层所起的作用和下包层所起的作用相同，上包层的厚度要大于10微米以上，如果上包层厚度太薄了，信号光在耦合区进行耦合时，N形波导光路拉锥型分叉段内的信号光易穿过上包层，对光信号损耗较大，因此，上包层的厚度要大于10微米以上。但上包层的厚度也上易过于厚，上包层的厚度不超过30毫米为宜，上包层过于厚了不仅增加制作材料的成本，产生浪费，也使制作出来的元件体积较大，导致使用不便，还增加制作材料的成本。上包层和下包层能对N形波导光路进行保护。上包层是掺杂的二氧化硅薄膜，上包层内部的掺杂相对于下包层具有流动性，下包层不能流动，光信号的折射耦合效果较佳。

步骤六，将经过步骤五后所得到的一整块晶圆体切割成复用芯片12，并通过封装技术对复用芯片进行贴盖板封装，贴盖板的制作材料选用普通玻璃材料；封装后器件的机械性能以及环境稳定性好。普通玻璃材料易于获得，且价格低廉，进而降低制作成本。

步骤七， 选择一块一号滤波片22，并且该一号滤光片只能过滤出用户所需要分出的第一种光信号20，并把一号滤波片紧密粘接在N形波导光路的二号端口上；同时，再选择一块二号滤波片17，并且该二号滤光片只能过滤出用户所需要分出的第二种光信号15，并把二号滤波片紧密粘接在N形波导光路的三号端口上；

步骤八，把一号光纤阵列接头紧密粘接在N形波导光路的一号端口上，把二号光纤阵列接头紧密粘接在一号滤波片上，把三号光纤阵列接头紧密粘接在二号滤波片上，把四号光纤阵列接头紧密粘接在N形波导光路的四号端口上。

实施例2：参见图2、图4所示，在步骤五中还包括：制作一号辅助波导块23，具体是，在一号光路外侧的上包层内设置一号波导凹槽26，且一号波导凹槽与一号光路平行，一号波导凹槽的槽底落在下包层的上表面上或落在下包层内，一号波导凹槽的开口在上包层的上表面上，且一号波导凹槽距离一号光路0.4-2.3微米，一号波导凹槽的宽度为8微米，一号波导凹槽的长度要小于一号光路的长度，然后选择折射率只能与第一种光信号耦合的一号辅助波导高分子材料注入到一号波导凹槽内，并让一号辅助波导高分子材料在一号波导凹槽内固化，形成一号辅助波导块。在一号波导凹槽的内侧壁上，高于或低于一号光路的一号波导凹槽内侧壁向一号光路这侧弯折，并且与一号光路厚度等高的一号波导凹槽内侧壁与一号光路外侧壁平行。

由于一号波导凹槽的位置及形状就决定了一号辅助波导块的位置及形状大小，而一号辅助波导块的位置及形状会决定第一种光信号的耦合度大小，耦合度大小会影响第一种光信号的自定义偏离度大小的效果。工艺上首先需要在光刻版上设计模拟一号波导凹槽图形，通过光刻将模拟一号波导凹槽图形转移到上层板或下层板上。

一号波导凹槽的位置离N形波导光路的一号光路距离如果太小了不宜于制作，间隔距离大了也会导致耦合度差，进而影响第一种光信号的自定义偏离度大小的效果。一号波导凹槽的位置离N形波导光路的一号光路距离在0.4微米时的耦合度效果好，此时第一种光信号的自定义偏离度大小的效果。第一种光信号偏离度后，第一种光信号就会接近垂直的角度照射到一号滤波片上，垂直照射使得第一种光信号的反射光少，能耗小，并且垂直照射还使得第一种光信号在一号滤波片内所经过的路程短，能量损耗就少，过滤出的第一种光信号的效果就好，进而分光效果较好。

一号波导凹槽的宽度8微米最合适。由于超过8微米远的一号波导凹槽内的一号辅助波导块与第一种光信号的耦合度会迅速降低到最小，甚至没有耦合，第一种光信号的耦合后偏离度大小的效果会迅速变小。因此一号波导凹槽的宽度超过8微米就没有必要了，显得浪费，还占用空间，损耗材料，提高制作成本。

一号波导凹槽的长度要根据N形波导光路的一号光路长度来设定。对于不同波长的传输光信号，其N形波导光路的一号光路长度是不同的，耦合度还受到N形波导光路的一号光路的耦合区17长度的影响。耦合区越长耦合效果越好，反之则耦合效果变差。本实施例的耦合区长度为350微米，

如图6所示，一号波导凹槽朝向N形波导光路这侧的一号波导凹槽内侧壁可以设成竖直向上的直壁，从而使一号辅助波导块的截面由一段组成，并且这一段竖直向上。这种结构便于加工制作。

如图7所示，一号波导凹槽26朝向N形波导光路一号光路9这侧的一号波导凹槽内侧壁由上段侧壁和中段侧壁组成，并且中段侧壁与N形波导光路外侧壁平行，上段侧壁向N形波导光路一号光路这侧弯折。从而使一号辅助波导块23的截面由中段一号辅助波导块和上段一号辅助波导块组成，并且中段一号辅助波导块与N形波导光路一号光路外侧壁平行，上段一号辅助波导块向N形波导光路一号光路这侧弯折。这样设计的一号辅助波导块能够更大程度的使第一种光信号耦合，让第一种光信号尽可能垂直入射到一号滤波片上去，效果更佳，第一种光信号的自定义偏离度大小的效果较好。

如图8所示，一号波导凹槽朝向N形波导光路一号光路这侧的一号波导凹槽内侧壁由上段侧壁、中段侧壁和下段侧壁组成，并且中段侧壁与N形波导光路一号光路外侧壁平行，上段侧壁向N形波导光路一号光路这侧弯折，下段侧壁也向N形波导光路一号光路这侧弯折。也就是高于或低于N形波导光路一号光路的一号波导凹槽内侧壁向N形波导光路一号光路这侧弯折，和N形波导光路一号光路厚度等高的一号波导凹槽内侧壁与N形波导光路一号光路外侧壁平行。这种结构使一号辅助波导块的截面由下段一号辅助波导块、中段一号辅助波导块和上段一号辅助波导块组成，并且中段一号辅助波导块与N形波导光路一号光路外侧壁平行，上段一号辅助波导块向N形波导光路一号光路这侧弯折，下段一号辅助波导块也向N形波导光路一号光路这侧弯折。这样设计的一号辅助波导块能够最大程度的使第一种光信号耦合，其耦合效果更佳，光信号的自定义偏离效果较好。

然后选择折射率只能与第一种光信号耦合的一号辅助波导高分子材料注入到一号波导凹槽内，并让一号辅助波导高分子材料在一号波导凹槽内固化，形成一号辅助波导块。高分子材料（如UV胶就是一种高分子材料，其有一定的折射率）的折射率易于配置，高分子材料的折射率大小是根据设计所需第一种光信号偏离度大小计算出来的。一号辅助波导块与N形波导光路的一号光路耦合区的距离在0.4-2.3μm之间变化，一号辅助波导高分子材料的折射率在1.451-1.471之间变化。根据模拟结果，通过选择不同的距离以及折射率参数，可以使得第一种光信号偏离后可以近似垂直照射到一号滤波片上去，并且一号滤波片同时把其它波长的光信号反射出去，实现第一种光信号从三种混合光信号中分离出来，并且损耗小，效率高，价格低廉，工艺简单，易于制作。

实施例3：参见图2、图5所示，在步骤五中还包括：制作二号辅助波导块24，具体是，在一号光路与二号光路之间的上包层内设置二号波导凹槽，二号波导凹槽设置在三号端口处的二号光路一侧方，且二号波导凹槽离一号光路的距离超过30微米以上，二号波导凹槽的槽底落在下包层的上表面上或落在下包层内，二号波导凹槽的开口在上包层的上表面上，且二号波导凹槽距离二号光路0.4-2.3微米，二号波导凹槽的宽度为8微米，二号波导凹槽的长度要小于二号光路的长度，然后选择折射率只能与第二种光信号耦合的二号辅助波导高分子材料注入到二号波导凹槽内，并让二号辅助波导高分子材料在二号波导凹槽内固化，形成二号辅助波导块。在二号波导凹槽的内侧壁上，高于或低于二号光路的二号波导凹槽内侧壁向二号光路这侧弯折，并且与二号光路厚度等高的二号波导凹槽内侧壁与二号光路外侧壁平行。实施例3和实施例2道理一样，就是把输入光信号中混合的第二种光信号分离出来，并且损耗小，效率高，价格低廉，工艺简单，易于制作。在实施例3中，要让二号波导凹槽远离一号光路，意在防止二号辅助波导块影响一号光路内的第二种光信号。如果二号辅助波导块影响到了一号光路内的第二种光信号，那么就会导致第二种信号光损耗，设计时要让二号波导凹槽远离一号光路至少30微米以上为最佳。

实施例4：参见图2所示，实施例4是在实施例1的基础上，让一号光纤阵列接头的轴心线与一号光路的轴心线在同一条直线上，让四号光纤阵列接头的轴心线与三号光路的轴心线在同一条直线上。这样设计的好处是：输入光信号14在从输入光纤进入到N形波导光路3的一号光路9时，不会在一号端口发生光信号的反射；同理，第三种光信号19从三号光路7进入到输送光纤时，不会在四号端口5发生光信号的反射。从而使本发明能够大大降低光信号的损耗，提高本发明的可靠性，在易实现与其它有源或无源器件集成时复用/解复用效果较佳。

实施例5：参见图2、图3所示，一号光路的长度等于二号光路的长度，一号光路的长度也等于三号光路的长度，且一号滤波片设置在一号端口和三号端口之间的中心对称线上，二号滤波片设置在二号端口和四号端口之间的中心对称线上。这种结构易于加工制作，制作后结构紧凑，体积小，可以直接安装在现有的各种光纤传输的交接箱内，不需要留出很大的安装空间，成本低廉，机械性能以及环境稳定性好，使用方便，制备工艺简单，集成度较高。

在使用时，参见图2所示，把混合三波段的输入光信号14从一号光纤阵列接头13输入，例如：分别输入波长为1550nm、1310nm、1490nm的输入光信号14，假设一号滤波片22只过滤波长为1550nm的输入光信号，二号滤波片17只过滤波长为1310nm的输入光信号。三波段的输入光信号经过一号滤波片22时，其中波长为1550nm的输入光信号从一号滤波片22过滤出去，也就是第一种光信号20从一号滤波片22过滤出去，然后进入二号光纤阵列接头21传输到需要的地方去。这里的第一种光信号就是波长为1550nm的光信号。其它两个波长的光信号经过一号滤波片22反射后，到达二号滤波片17处。此时，波长为1310nm的输入光信号经过二号滤波片17过滤后进入三号光纤阵列接头16传输到需要的地方去，也就是第二种光信号15从二号滤波片17过滤出去，这里的第二种光信号就是波长为1310nm的光信号。最后一种波长为1490nm的输入光信号经过二号滤波片反射后，直接从四号光纤阵列接头18输出。从而实现了三种混合输入光信号的分离，快速高效，稳定性较好。

另外，假如输入波长为1550nm的输入光信号只能与一号辅助波导块发生耦合，输入波长为1310nm的输入光信号只能与二号辅助波导块发生耦合。

当混合的三波段的输入光信号还在一号光路内并还未到达一号滤波片22时，输入波长为1550nm的输入光信号就会与一号辅助波导块发生耦合，一号辅助波导块把波长为1550nm的输入光信号吸引过来，让1550nm的输入光信号发生一定角度的偏转，从而会尽量使1550nm的输入光信号垂直照射到一号滤波片上，从而减少1550nm的输入光信号在一号滤波片上的反射；同时，垂直入射会缩短1550nm的输入光信号在一号滤波片上所通过的路程，从而降低1550nm的输入光信号在一号滤波片内的损耗，进而使从一号滤片分离出来的1550nm光信号几乎没有损耗，这对后续的1550nm光信号处理提供了前提条件，分光效果较好。在一号光路内，一号辅助波导块不会对输入波长为1310nm、1490nm的输入光信号发生耦合，也就是一号辅助波导块不会对输入波长为1310nm、1490nm的输入光信号产生任何的影响，波长为1310nm、1490nm的输入光信号在一号光路内的传播路径不会发生改变。

同理，二号辅助波导块也只会对波长为1310nm的输入光信号发生耦合，波长为1310nm的输入光信号也会尽量垂直入射到二号滤波片上后分离出去，分光效果较好。

参加图2所示，通过光路可逆原则，四号端口5、二号端口6和三号端口11亦可作为输入端，从四号端口5、二号端口6、一号端口10和三号端口11分别输入1550nm、1310nm、1490nm的光信号，经过一号滤波片22和二号滤波片17过滤和反射后，最后从一号端口10输出三波段光信号，实现光信号的复合。

上面结合附图描述了本发明的实施方式，但实现时不受上述实施例限制，本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变化或修改。

Claims (10)

1.一种三波分复用/解复用器制备方法，其特征在于，包括一号光纤阵列接头（13）、二号光纤阵列接头（21）、三号光纤阵列接头（16）、四号光纤阵列接头（18），其制备方法的实现步骤如下：

步骤一，制作衬底层（1），选择石英作为衬底层的制作材料，并对衬底层的表面进行抛光处理；

步骤二，制作下包层（2），选择折射率低的纯材料作为下包层的制作材料，在衬底层的上表面，通过CVD方法沉积制作厚度为16-30微米的下包层；

步骤三，制作芯层（25），选择折射率高的掺杂材料作为芯层的制作材料，在下包层的上表面通过CVD方法沉积制作厚度为6微米的芯层；

步骤四，制作N形波导光路（3），通过光刻和刻蚀工艺对芯层进行处理，将芯层加工成截面为6×6微米的N形波导光路，使N形波导光路共形成四个端口和三条光路，所述四个端口分别为一号端口（10）、二号端口（6）、三号端口（11）和四号端口（5），所述三条光路分别为一号光路（9）、二号光路（8）和三号光路（7）；

 步骤五，制作上包层（4），选择与下包层折射率相同的掺杂材料作为上包层的制作材料，在下包层的上表面以及N形波导光路的上表面，通过CVD方法沉积制作厚度为16-30微米的上包层，使N形波导光路除所述四个端口外均被密封在上包层和下包层之间；

步骤六，将经过步骤五后所得到的一整块晶圆体切割成复用芯片（12），并通过封装技术对复用芯片进行贴盖板封装；

步骤七， 选择一块一号滤波片（22），并且该一号滤光片只能过滤出用户所需要分出的第一种光信号（20），并把所述一号滤波片紧密粘接在N形波导光路的二号端口上；同时，再选择一块二号滤波片（17），并且该二号滤光片只能过滤出用户所需要分出的第二种光信号（15），并把所述二号滤波片紧密粘接在N形波导光路的三号端口上；

步骤八，把一号光纤阵列接头紧密粘接在N形波导光路的一号端口上，把二号光纤阵列接头紧密粘接在一号滤波片上，把三号光纤阵列接头紧密粘接在二号滤波片上，把四号光纤阵列接头紧密粘接在N形波导光路的四号端口上。

2.根据权利要求1所述的一种三波分复用/解复用器制备方法，其特征在于，所述下包层的制作材料选择纯二氧化硅薄膜，所述芯层的制作材料选择折射率高的掺杂二氧化硅薄膜，所述上包层的制作材料选择掺杂二氧化硅薄膜，所述贴盖板的制作材料选用普通玻璃材料。

3.根据权利要求1所述的一种三波分复用/解复用器制备方法，其特征在于，所述步骤五还包括：制作一号辅助波导块（23），具体是，在一号光路外侧的上包层内设置一号波导凹槽（26），且一号波导凹槽与一号光路平行，一号波导凹槽的槽底落在下包层的上表面上或落在下包层内，一号波导凹槽的开口在上包层的上表面上，且一号波导凹槽距离一号光路0.4-2.3微米，一号波导凹槽的宽度为8微米，一号波导凹槽的长度要小于一号光路的长度，然后选择折射率只能与所述第一种光信号耦合的一号辅助波导高分子材料注入到一号波导凹槽内，并让一号辅助波导高分子材料在一号波导凹槽内固化，形成一号辅助波导块。

4.根据权利要求1所述的一种三波分复用/解复用器制备方法，其特征在于，所述步骤五还包括：制作二号辅助波导块（24），具体是，在一号光路与二号光路之间的上包层内设置二号波导凹槽，二号波导凹槽设置在所述三号端口处的二号光路一侧方，且二号波导凹槽离一号光路的距离超过30微米以上，二号波导凹槽的槽底落在下包层的上表面上或落在下包层内，二号波导凹槽的开口在上包层的上表面上，且二号波导凹槽距离二号光路0.4-2.3微米，二号波导凹槽的宽度为8微米，二号波导凹槽的长度要小于二号光路的长度，然后选择折射率只能与所述第二种光信号耦合的二号辅助波导高分子材料注入到二号波导凹槽内，并让二号辅助波导高分子材料在二号波导凹槽内固化，形成二号辅助波导块。

5.根据权利要求3所述的一种三波分复用/解复用器制备方法，其特征在于，在所述一号波导凹槽的内侧壁上，高于或低于一号光路的一号波导凹槽内侧壁向一号光路这侧弯折，并且与一号光路厚度等高的一号波导凹槽内侧壁与一号光路外侧壁平行。

6.根据权利要求4所述的一种三波分复用/解复用器制备方法，其特征在于，在所述二号波导凹槽的内侧壁上，高于或低于二号光路的二号波导凹槽内侧壁向二号光路这侧弯折，并且与二号光路厚度等高的二号波导凹槽内侧壁与二号光路外侧壁平行。

7.根据权利要求1所述的一种三波分复用/解复用器制备方法，其特征在于，一号光纤阵列接头的轴心线与一号光路的轴心线在同一条直线上，四号光纤阵列接头的轴心线与三号光路的轴心线在同一条直线上。

8.根据权利要求1所述的一种三波分复用/解复用器制备方法，其特征在于，所述一号光路的长度等于所述二号光路的长度，所述一号光路的长度也等于所述三号光路的长度，且一号滤波片设置在一号端口和三号端口之间的中心对称线上，二号滤波片设置在二号端口和四号端口之间的中心对称线上。

9.一种三波分复用/解复用器，其特征在于，包括一号光纤阵列接头、二号光纤阵列接头、三号光纤阵列接头和四号光纤阵列接头，还包括一号滤波片、二号滤波片和衬底层，采用石英材料制作衬底层，并对衬底层的表面进行抛光处理；在衬底层的上表面，采用折射率低的纯材料，通过CVD方法沉积制作有厚度为16-30微米的下包层；在下包层的上表面，采用折射率高的掺杂材料，通过CVD方法沉积制作有厚度为6微米的芯层；采用光刻和刻蚀工艺对芯层进行处理，将芯层加工成截面为6×6微米的N形波导光路，使N形波导光路共形成四个端口和三条光路，所述四个端口分别为一号端口、二号端口、三号端口和四号端口，所述三条光路分别为一号光路、二号光路和三号光路；采用与下包层折射率相同的掺杂材料，在下包层的上表面以及N形波导光路的上表面，通过CVD方法沉积制作有厚度为16-30微米的上包层，使N形波导光路除所述四个端口外均被密封在上包层和下包层之间，形成一整块晶圆体，将所述晶圆体切割成复用芯片，并通过封装技术对复用芯片进行贴盖板封装；将所述一号滤波片紧密粘接在N形波导光路的二号端口上，将所述二号滤波片紧密粘接在N形波导光路的三号端口上；把一号光纤阵列接头紧密粘接在N形波导光路的一号端口上，把二号光纤阵列接头紧密粘接在一号滤波片上，把三号光纤阵列接头紧密粘接在二号滤波片上，把四号光纤阵列接头紧密粘接在N形波导光路的四号端口上。

10.根据权利要求9所述的一种三波分复用/解复用器，其特征在于，所述下包层的制作材料选择纯二氧化硅薄膜，所述芯层的制作材料选择折射率高的掺杂二氧化硅薄膜，所述上包层的制作材料选择掺杂二氧化硅薄膜，所述贴盖板的制作材料选用普通玻璃材料；所述一号光纤阵列接头的轴心线与一号光路的轴心线在同一条直线上，四号光纤阵列接头的轴心线与三号光路的轴心线在同一条直线上；所述一号光路的长度等于所述二号光路的长度，所述一号光路的长度也等于所述三号光路的长度，且一号滤波片设置在一号端口和三号端口之间的中心对称线上，二号滤波片设置在二号端口和四号端口之间的中心对称线上。

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