CN103760692B - 平面光波导可调光衰减器及其调节方法 - Google Patents
平面光波导可调光衰减器及其调节方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种平面光波导可调光衰减器及其调节方法，包括第一平面光波导MZI型可调光衰减器和第二平面光波导MZI型可调光衰减器，第一平面光波导MZI型可调光衰减器的输出端与第二平面光波导MZI型可调光衰减器的输入端相连，从而可以利用通过调节第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差和第二平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差，使得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的偏振相关损耗值和第二平面光波导MZI型可调光衰减器的偏振相关损耗值相互抵消，进而降低平面光波导可调光衰减器的总偏振相关损耗，提高平面光波导可调光衰减器的性能。
Description
技术领域
本发明涉及可调光衰减器制造技术领域，尤其涉及一种平面光波导可调光衰减器及其调节方法。
背景技术
可调光衰减器（Variable Optical Attenuation，VOA）是光通信系统中重要的光器件之一。其中，PLC（Planar Lightwave Circuit，平面光波导）MZI（Mach-ZehnderInterferometer，即马赫曾德干涉仪）型VOA具有制作简单，稳定性好，尺寸小，成本低，易于集成、适合大规模生产等优点，并且随着技术的发展和成熟，已成为光通信系统中非常关键的光器件之一。
但是，现有技术中平面光波导VOA的偏振相关损耗参数较大，性能较差。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种平面光波导可调光衰减器及其调节方法，以降低所述平面光波导可调光衰减器的偏振相关损耗参数，提高平面光波导VOA的性能。
为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种平面光波导可调光衰减器，包括：
第一平面光波导MZI型可调光衰减器，所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器包括：第一加热电极和第二加热电极，以及贯穿所述第一加热电极的第一光波导和贯穿所述第二加热电极的第二光波导；
第二平面光波导MZI型可调光衰减器，所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器包括：第三加热电极和第四加热电极，以及贯穿所述第三加热电极的第三光波导和贯穿所述第四加热电极的第四光波导；
其中，所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的输出端与所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的输入端相连。
优选的，所述第一光波导和第二光波导在所述第一加热电极和第二加热电极两侧构成第一方向耦合器和第二方向耦合器；
所述第三光波导和第四光波导在所述第三加热电极和第四加热电极两侧构成第三方向耦合器和第四方向耦合器。
优选的，所述第一加热电极、第二加热电极、第三加热电极和第四加热电极的结构相同。
优选的，所述加热电极包括：沉积在所述第一光波导表面的金属薄膜以及位于所述金属薄膜两端的第一电极和第二电极。
优选的，所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器为对称MZI型可调光衰减器，所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器为非对称MZI型可调光衰减器；或所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器为非对称MZI型可调光衰减器，所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器为对称MZI型可调光衰减器。
一种平面光波导可调光衰减器的调节方法，应用于上述任一项所述的平面光波导可调光衰减器，该方法包括：
调节所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器中第二加热电极上的施加电压至第一电压值，则所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器功率衰减值为第一功率衰减值，偏振相关损耗为第一偏振相关损耗值；
调节所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器中第四加热电极上的施加电压至第二电压值，则所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器功率衰减值为第二功率衰减值，偏振相关损耗为第二偏振相关损耗值；
其中，所述第一功率衰减值和第二功率衰减值之和为预设值，所述预设值不大于30dB，且所述第一偏振相关损耗值和第二偏振相关损耗值之和小于0.5dB。
优选的，该方法还包括：
预先获得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其第二加热电极上所施加电压之间的关系；
预先获得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其偏振相关损耗参数之间的关系；
预先获得所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其第四加热电极上所施加电压之间的关系；
预先获得所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其偏振相关损耗参数之间的关系。
优选的，预先获得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其第二加热电极上所施加电压之间的关系包括：
给所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的第二加热电极施加不同的电压，测量所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的光输出能量Pcross_port；
利用公式计算不同电压下，所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差
根据所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器中第二加热电极上所施加电压及其对应的相位差，获得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其第二加热电极上所施加电压之间的关系；
其中，表示所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差；θ1表示所述第一方向耦合器的相位因子，θ2表示所述第二方向耦合器的相位因子。
优选的，该方法还包括：
利用公式Att=10lgPcross_port，计算所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的功率衰减值Att；
根据所述第一平面波导MZI型可调光衰减器第二加热电极上施加不同电压时对应的相位差和功率衰减值Att，获得所述第一平面波导MZI型可调光衰减器的相位差和功率衰减值Att之间的关系。
优选的，预先获得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其偏振相关损耗参数之间的关系包括：
根据所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的功率衰减值Att，获得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器中TE模的相位差
利用公式计算所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器中TM模的相位差
利用公式 计算所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的偏振相关损耗；
根据所述第一平面波导MZI型可调光衰减器第二加热电极上施加不同电压时对应的相位差和偏振相关损耗PDL，获得所述第一平面波导MZI型可调光衰减器的相位差和偏振相关损耗PDL之间的关系；
其中，PDL表示偏振相关损耗；表示在垂直于所述第一光波导延伸方向的平面内，所述第一平面波导MZI型可调光衰减器中下包层至上包层方向的相位差；表示在垂直于所述第一光波导延伸方向的平面内，所述第一平面波导MZI型可调光衰减器中垂直于下包层至上包层方向的相位差；表示与的差值。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
本发明实施例所提供的平面光波导可调光衰减器，包括第一平面光波导MZI型可调光衰减器和第二平面光波导MZI型可调光衰减器，且所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的输出端与所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的输入端相连，从而可以利用通过调节所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差和第二平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差，使得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的偏振相关损耗值和第二平面光波导MZI型可调光衰减器的偏振相关损耗值正负符号相反，相互抵消，进而降低所述平面光波导可调光衰减器的总偏振相关损耗，提高所述平面光波导可调光衰减器的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中平面光波导MZI型VOA的结构示意图；
图2为图1中沿AA’方向的剖图；
图3为现有技术中平面光波导MZI型VOA采取挖槽工艺后的俯视图；
图4为图3中沿BB’方向的剖图；
图5为现有技术中平面光波导MZI型VOA采取挖槽工艺和改变波导脊宽度后的结构示意图；
图6为本发明实施例所提供的平面光波导可调光衰减器的结构示意图；
图7为本发明实施例所提供的平面光波导可调光衰减器调节方法的流程示意图；
图8为本发明的一个实施例中所提供的平面光波导可调光衰减器调节方法的流程示意图。
具体实施方式
正如背景技术部分所述，现有技术中平面光波导VOA的性能较差。
发明人研究发现，这是由于在众多VOA技术性能指标中，偏振相关损耗参数（Polarization Dependent Loss，PDL）是关键的性能参数之一。PDL越小，VOA的性能越好，反之，PDL越大，VOA的性能越差。
而现有技术中的平面光波导VOA中，由于其波导结构内部存在应力不平衡现象，导致光线通过平面光波导VOA时会产生双折射现象，从而使得不同偏振态的光输入至平面光波导VOA中，经过该平面光波导VOA后，输出的光能量大小不一致，进而使得所述平面光波导VOA的偏振相关损耗参数较大，导致平面光波导VOA的性能较差。
如图1和图2所示，其中，图2为图1中沿AA’方向的剖图。现有技术中的平面光波导MZI型VOA的结构包括：硅衬底01；位于所述硅衬底01表面的下包层02；位于所述下包层02表面的光波导03；位于所述光波导03表面的上包层04；以及位于所述上包层04表面的金属加热电极05；其中，在所述上包层04至下包层02方向上，所述金属加热电极05位于所述光波导03正上方。
发明人进一步研究发现，由于所述硅衬底01的热膨胀系数较大，大于上包层04和下包层02的热膨胀系数，从而在对所述光波导03进行加热的过程中，所述硅衬底01会发生膨胀，从而对上包层04和下包层02进行挤压，进而导致所述光波导03受力不均衡，使得所述平面光波导VOA的偏振相关损耗参数较大，造成平面光波导VOA的性能较差。
而现有技术中降低平面光波导VOA的偏振相关损耗参数，提升所述平面光波导VOA性能的方法主要有以下三种：
一是挖槽工艺法，如图3和图4所示，其中，图4为图3沿BB’方向的剖视图，即在所述平面光波导MZI型VOA的制作工艺过程中，在金属加热电极05制作完成后，增加二氧化硅深刻蚀或硅深刻蚀步骤，从而在平面光波导MZI型VOA中形成凹槽结构06，该凹槽结构06位于所述金属加热电极05两侧，且贯穿所述上包层04和下包层02，延伸至所述硅衬底01中，使得由于所述硅衬底01热膨胀而产生的不平衡应力可以释放部分在凹槽结构06中，进而改变该光波导（图中未示出）在X方向和Y方向上的应力分布，改善光波导在X方向和Y方向上应力不平衡的现象，减轻或消除平面光波导中的双折射现象，降低平面光波导VOA的偏振相关损耗参数，提升所述平面光波导VOA性能；
二是改变波导结构中波导脊宽度法，如图5所示，即在挖槽工艺法的基础上，改变其中一条干涉臂波导脊的宽度a，即其中一条干涉臂所对应的相邻凹槽结构06之间上包层04和下包层02的宽度，从而来调整所述平面光波导MZI型VOA内部双折射的大小，以此来进一步平衡另一条干涉臂波导脊由于长度不同而产生的多余双折射。
需要说明的是，其中X方向是指BB’的方向，Y方向是指下包层至上包层方向。
但是，由于挖槽工艺对刻蚀设备要求较高，需要具备特殊的工艺条件，以达到对所述平面光波导MZI型VOA进行深刻蚀的目的，从而导致上述平面光波导MZI型VOA的制作过程中，需要增加较大的设备费用以及工艺步骤和时间，使得所述平面光波导MZI型VOA的成本较高。
有鉴于此，本发明实施例提供了一种平面光波导可调光衰减器，包括：
第一平面光波导MZI型可调光衰减器，所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器包括：第一加热电极和第二加热电极，以及贯穿所述第一加热电极的第一光波导和贯穿所述第二加热电极的第二光波导；
第二平面光波导MZI型可调光衰减器，所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器包括：第三加热电极和第四加热电极，以及贯穿所述第三加热电极的第三光波导和贯穿所述第四加热电极的第四光波导；
其中，所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的输出端与所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的输入端相连。
相应的，本发明实施例提供了一种平面光波导可调光衰减器的调节方法，应用于上述平面光波导可调光衰减器，该方法包括：
调节所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器中第二加热电极上的施加电压至第一电压值，则所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的功率衰减值为第一功率衰减值，偏振相关损耗为第一偏振相关损耗值；
调节所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器中第四加热电极上的施加电压至第二电压值，则所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的功率衰减值为第二功率衰减值，偏振相关损耗为第二偏振相关损耗值；
其中，所述第一功率衰减值和第二功率衰减值之和为预设值，所述预设值小于30dB，所述第一偏振相关损耗值和第二偏振相关损耗值之和小于0.5dB。
本发明实施例所提供的平面光波导可调光衰减器，包括第一平面光波导MZI型可调光衰减器和第二平面光波导MZI型可调光衰减器，且所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的输出端与所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的输入端相连，从而可以利用通过调节所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器中第二加热电极上施加的电压和第二平面光波导MZI型可调光衰减器中第四加热电极上施加的电压，来调节所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差和第二平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差，使得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的偏振相关损耗值和第二平面光波导MZI型可调光衰减器的偏振相关损耗值正负符号相反，相互抵消，进而降低所述平面光波导可调光衰减器的总偏振相关损耗，提高所述平面光波导可调光衰减器的性能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
如图6所示，本发明实施例提供了一种平面光波导可调光衰减器，包括：
第一平面光波导MZI型可调光衰减器1，所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器1包括：第一加热电极11和第二加热电极12，以及贯穿所述第一加热电极11的第一光波导13和贯穿所述第二加热电极12的第二光波导14；
第二平面光波导MZI型可调光衰减器2，所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器2包括：第三加热电极21和第四加热电极22，以及贯穿所述第三加热电极21的第三光波导23和贯穿所述第四加热电极22的第四光波导24；
其中，所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器1的输出端与所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器2的输入端相连。
在本发明的一个实施例中，所述第一光波导13和第二光波导14在所述第一加热电极11和第二加热电极12的两侧分别构成第一方向耦合器15和第二方向耦合器16，所述第三光波导23和第四光波导24在所述第一加热电极11和第二加热电极12的两侧分别构成第三方向耦合器25和第四方向耦合器26，在本发明的一个具体实施例中，所述第一方向耦合器15、第二方向耦合器16、第三方向耦合器25和第四方向耦合器26均为3dB方向耦合器。
在本发明的另一个实施例中，所述第一加热电极11、第二加热电极12、第三加热电极21和第四加热电极22的结构相同，优选的，所述第一加热电极11包括：沉积在所述第一光波导13表面的金属薄膜以及位于所述金属薄膜两端的第一电极和第二电极，从而可以通过给所述第一电极和第二电极施加不同的电压，在所述金属薄膜两端产生电压差，使得所述金属薄膜产生热量，对所述第一光波导13进行加热。
同理，所述第二加热电极12包括：沉积在所述第二光波导14表面的金属薄膜以及位于该金属薄膜两端的第三电极和第四电极；所述第三加热电极21包括：沉积在所述第三光波导23表面的金属薄膜以及位于该金属薄膜的第五电极和第六电极；所述第四加热电极22包括：沉积在所述第四光波导24表面的金属薄膜以及位于该金属薄膜两端的第七电极和第八电极。
在本发明的一个实施例中，所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器1为对称MZI型可调光衰减器，所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器2为非对称MZI型可调光衰减器，即所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器1的初始相位差为零，所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器2的初始相位差为π/2，从而可以利用通过调节所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器1的相位差和第二平面光波导MZI型可调光衰减器2的相位差，使得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的偏振相关损耗值和第二平面光波导MZI型可调光衰减器的偏振相关损耗值相互抵消，进而降低所述平面光波导可调光衰减器的总偏振相关损耗，提高所述平面光波导可调光衰减器的性能。
在本发明的另一个实施例中，所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器1为非对称MZI型可调光衰减器，所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器2为对称MZI型可调光衰减器，即所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器1的初始相位差为π/2，所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器2的初始相位差为零，本发明对此并不做限定，只要保证所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器1和第二平面光波导MZI型可调光衰减器一个的初始相位差为零，另一个的初始相位差为π/2即可。
由此可见，本发明实施例所提供的平面光波导可调光衰减器，包括第一平面光波导MZI型可调光衰减器1和第二平面光波导MZI型可调光衰减器2，且所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器1的输出端与所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器2的输入端相连，从而可以利用 通过调节所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器1的相位差和第二平面光波导MZI型可调光衰减器2的相位差，使得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的偏振相关损耗值和第二平面光波导MZI型可调光衰减器的偏振相关损耗值正负符号相反，相互抵消，进而降低所述平面光波导可调光衰减器的总偏振相关损耗，提高所述平面光波导可调光衰减器的性能。
如图7所示，本发明实施例还提供了一种平面光波导可调光衰减器的调节方法，应用于上述任一实施例所述的平面光波导可调光衰减器，该方法包括：
调节所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器中第二加热电极上的施加电压至第一电压值，则所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器功率衰减值为第一功率衰减值，偏振相关损耗为第一偏振相关损耗值；
调节所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器中第四加热电极上的施加电压至第二电压值，则所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器功率衰减值为第二功率衰减值，偏振相关损耗为第二偏振相关损耗值；
其中，所述第一功率衰减值和第二功率衰减值之和为预设值，所述预设值不大于30dB，所述第一偏振相关损耗值和第二偏振相关损耗值之和小于0.5dB。
需要说明的是，所述预设值可以为0dB-30dB之间的任意值，包括端点值，具体根据所述平面光波导可调光衰减器应用的客户需求而定，本发明对此并不作限定。
由此可见，本发明实施例所提供的平面光波导可调光衰减器的调节方法，在具体应用时，可以既满足客户的功率衰减需求，还能保证所述平面光波导可调光衰减器的偏振相关损耗小于0.5dB，从而在不增加制作工艺难度和工艺成本的条件下，降低了所述平面光波导可调光衰减器的偏振相关损耗。
如图8所示，在本发明的一个实施例中，所述平面光波导可调光衰减器的调节方法具体包括：
S1：调节所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器中第二加热电极上的施加电压至第一电压值，记录此时所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器功率衰减值为第一功率衰减值，偏振相关损耗为第一偏振相关损耗值；
S2：调节所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器中第四加热电极上的施加电压至第二电压值，记录此时所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器功率衰减值为第二功率衰减值，偏振相关损耗为第二偏振相关损耗值，其中，所述第一偏振相关损耗值与第二偏振相关损耗值之和为预设值；
S3：判断所述第一偏振相关损耗值和第二偏振相关损耗值之和是否小于0.5dB。如果所述第一偏振相关损耗值和第二偏振相关损耗值之和小于0.5dB，则停止调节，否则，则重复步骤S1-S3，直至所述第一偏振相关损耗值和第二偏振相关损耗值之和是否小于0.5dB为止。
在本发明的另一个实施例中，所述平面光波导可调光衰减器的调节方法，还包括：
预先获得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其第二加热电极上所施加电压之间的关系；
预先获得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其偏振相关损耗参数之间的关系；
预先获得所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其第四加热电极上所施加电压之间的关系；
预先获得所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其偏振相关损耗参数之间的关系。
在本实施例的一个具体实施例中，预先获得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其第二加热电极上所施加电压之间的关系包括：
给所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的第二加热电极施加不同的电压，测量所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的光输出能量Pcross_port；
利用公式计算不同电压下，所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差
根据所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器第二加热电极所施加电压及其对应的相位差，获得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其第二加热电极上所施加电压之间的关系；
其中，表示所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差；θ1表示所述第一方向耦合器的相位因子，θ2表示所述第二方向耦合器的相位因子。
同理，利用同样的方法，预先获得所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其第四加热电极上所施加电压之间的关系，这里不再详细赘述。
在本体实施例中，所述平面光波导可调光衰减器的调节方法还包括：
利用公式Att=10lgPcross_port，计算所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的功率衰减值Att；
根据所述第一平面波导MZI型可调光衰减器第二加热电极上施加不同电压时对应的相位差和功率衰减值Att，获得所述第一平面波导MZI型可调光衰减器的相位差和功率衰减值Att之间的关系。
由于对于VOA器件，不同功率衰减值Att对应的TE模相位差分别为一个定值，而对于同一VOA器件，其TE模相位差和TM模相位差之间的差值为一经验值，属于已知数据，因此，获得所述第一平面波导MZI型可调光衰减器的相位差和功率衰减值Att之间的关系之后，预先获得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其偏振相关损耗参数之间的关系包括：
根据所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的功率衰减值Att，获得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器中TE模的相位差
利用公式计算所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器中TM模的相位差
利用公式 计算所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的偏振相关损耗；
根据所述第一平面波导MZI型可调光衰减器第二加热电极上施加不同电压时对应的相位差和偏振相关损耗PDL，获得所述第一平面波导MZI型可调光衰减器的相位差和偏振相关损耗PDL之间的关系；
其中，PDL表示偏振相关损耗；表示在垂直于所述第一光波导13延伸方向的平面内，所述第一平面波导MZI型可调光衰减器中下包层至上包层方向的相位差；表示在垂直于所述第一光波导13延伸方向的平面内，所述第一平面波导MZI型可调光衰减器中垂直于下包层至上包层方向的相位差；表示与的差值。
同理，利用同样的方法，预先获得所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与偏振相关损耗参数之间的关系，这里不再详细赘述。
在本实施例中，由于已预先获得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其第二加热电极上所施加电压之间的关系、所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其偏振相关损耗参数之间的关系、所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其第四加热电极上所施加电压之间的关系和所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与偏振相关损耗参数之间的关系。因此，可以根据所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其偏振相关损耗参数之间的关系以及所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与偏振相关损耗参数之间的关系，计算出在满足所述第一功率衰减值和第二功率衰减值之和为预设值，且所述第一偏振相关损耗值和第二偏振相关损耗值之和小于0.5dB的条件下，所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器所需的相位差和所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器所需的相位差。
然后再根据所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其第二加热电极上所施加电压之间的关系以及所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其第四加热电极上所施加电压之间的关系，计算出所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器中第二加热电极施加的第一电压值和所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器中第四加热电极上施加的第二电压值，即可预先计算出所述第一电压值和第二电压值。最后，根据计算出的第一电压值和第二电压值进行调节即可满足所述第一功率衰减值和第二功率衰减值之和为预设值，所述预设值不大于30dB，且所述第一偏振相关损耗值和第二偏振相关损耗值之和小于0.5dB。
相较于上一实施例反复调节的方法，本实施例的方法，只需一次调节，省却了反复调节的过程，调节方法更为简单方便。
下面结合一具体实施例对本发明实施例所提供的调节方法进行描述。在该实施例中，所述第一方向耦合器、第二方向耦合器、第三方向耦合器和第四方向耦合器均为3dB方向耦合器，所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的初始相位差为零，所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的初始相位差为π/2，所述功率衰减值Att的预设值为10dB。
具体的，所述平面光波导可调光衰减器的调节方法包括：
调节所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器中第二加热电极上的施加电压至第一电压值，使得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差由零升至第一功率衰减值Att1为5dB，所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器不调节，初始相位差为π/2，此时，所述平面光波导可调光衰减器的输出为最大消光比，即所述平面光波导可调光衰减器的功率衰减值最大；
调节所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器中第四加热电极上的施加电压至第二电压值，使得所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差由π/2降至所述第二功率衰减值Att2为5dB，此时，所述第一功率衰减值和第二功率衰减值之和为10dB，所述平面光波导可调光衰减器的功率衰减值由最大降至10dB。
由于所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差由零升至第一功率衰减值Att1为5dB，所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差由π/2降至所述第二功率衰减值Att2为5dB，而 因此，所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器和第二平面光波导MZI型可调光衰减器的偏振相关损耗可以相互抵消，从而降低所述平面光波导可调光衰减器的偏振相关损耗，使得所述平面光波导可调光衰减器的偏振相关损耗远小于指标要求，且无需挖槽工艺，不会增加工艺难度和工艺成本。
综上所述，本发明实施例所提供的平面光波导可调光衰减器及其调节方法，包括第一平面光波导MZI型可调光衰减器和第二平面光波导MZI型可调光衰减器，且所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的输出端与所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的输入端相连，从而可以利用 通过调节所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器中第二加热电极上施加的电压和第二平面光波导MZI型可调光衰减器中第四加热电极上施加的电压，来调节所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差和第二平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差，使得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的偏振相关损耗值和第二平面光波导MZI型可调光衰减器的偏振相关损耗值正负符号相反，相互抵消，进而降低所述平面光波导可调光衰减器的总偏振相关损耗，提高所述平面光波导可调光衰减器的性能。
本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种平面光波导可调光衰减器的调节方法，其特征在于，所述平面光波导可调光衰减器包括：第一平面光波导MZI型可调光衰减器，所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器包括：第一加热电极和第二加热电极，以及贯穿所述第一加热电极的第一光波导和贯穿所述第二加热电极的第二光波导；
第二平面光波导MZI型可调光衰减器，所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器包括：第三加热电极和第四加热电极，以及贯穿所述第三加热电极的第三光波导和贯穿所述第四加热电极的第四光波导；
其中，所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的输出端与所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的输入端相连；
该方法包括：
调节所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器中第二加热电极上的施加电压至第一电压值，则所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器功率衰减值为第一功率衰减值，偏振相关损耗为第一偏振相关损耗值；
调节所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器中第四加热电极上的施加电压至第二电压值，则所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器功率衰减值为第二功率衰减值，偏振相关损耗为第二偏振相关损耗值；
其中，所述第一功率衰减值和第二功率衰减值之和为预设值，所述预设值不大于30dB，且所述第一偏振相关损耗值和第二偏振相关损耗值之和小于0.5dB。
2.根据权利要求1所述的平面光波导可调光衰减器的调节方法，其特征在于，该方法还包括：
预先获得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其第二加热电极上所施加电压之间的关系；
预先获得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其偏振相关损耗参数之间的关系；
预先获得所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其第四加热电极上所施加电压之间的关系；
预先获得所述第二平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其偏振相关损耗参数之间的关系。
3.根据权利要求2所述的平面光波导可调光衰减器的调节方法，其特征在于，所述第一光波导和第二光波导在所述第一加热电极和第二加热电极两侧构成第一方向耦合器和第二方向耦合器，所述预先获得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其第二加热电极上所施加电压之间的关系包括：
给所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的第二加热电极施加不同的电压，测量所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的光输出能量Pcross_port；
利用公式计算不同电压下，所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差
根据所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器中第二加热电极上所施加电压及其对应的相位差，获得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其第二加热电极上所施加电压之间的关系；
其中，表示所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差；θ1表示所述第一方向耦合器的相位因子，θ2表示所述第二方向耦合器的相位因子。
4.根据权利要求3所述的平面光波导可调光衰减器的调节方法，其特征在于，还包括：
利用公式Att＝10lgPcross_port，计算所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的功率衰减值Att；
根据所述第一平面波导MZI型可调光衰减器第二加热电极上施加不同电压时对应的相位差和功率衰减值Att，获得所述第一平面波导MZI型可调光衰减器的相位差和功率衰减值Att之间的关系。
5.根据权利要求4所述的平面光波导可调光衰减器的调节方法，其特征在于，预先获得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的相位差与其偏振相关损耗参数之间的关系包括：
根据所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的功率衰减值Att，获得所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器中TE模的相位差
利用公式计算所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器中TM模的相位差
利用公式计算所述第一平面光波导MZI型可调光衰减器的偏振相关损耗；
根据所述第一平面波导MZI型可调光衰减器第二加热电极上施加不同电压时对应的相位差和偏振相关损耗PDL，获得所述第一平面波导MZI型可调光衰减器的相位差和偏振相关损耗PDL之间的关系；
其中，PDL表示偏振相关损耗；表示在垂直于所述第一光波导延伸方向的平面内，所述第一平面波导MZI型可调光衰减器中下包层至上包层方向的相位差；表示在垂直于所述第一光波导延伸方向的平面内，所述第一平面波导MZI型可调光衰减器中垂直于下包层至上包层方向的相位差；表示与的差值。
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