CN103842865A - 热补偿的阵列波导光栅组件 - Google Patents

热补偿的阵列波导光栅组件 Download PDF

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Abstract

阵列波导光栅可以有一个或两个平板波导，所述平板波导具有相对尖锐折叠光路和一个提供路径的折叠的反射镜。穿过平板波导的折叠光路可以导致通过装置的波导的更紧凑的几何尺寸，以及导致较小的平板波导，使得该装置可以形成为具有显著较小的整体占用面积。另外，与枢转的镜子合作的阵列波导光栅可以响应于温度的变化而调整穿过波导的光路，以提供对设备的热补偿的操作。因此，本文描述了非常紧凑的平面光波导器件滤光器，其提供热补偿操作。

Description

热补偿的阵列波导光栅组件
技术领域
本技术领域涉及阵列波导光栅，该阵列波导光栅与响应于温度变化而调整通过波导的光通道的部件配合。本技术领域还涉及热补偿的阵列波导光栅的网络整合。
背景技术
光学网络通常包括设计成在合理的距离传输波长带的传输部件。所述波长带通常包括供多数消费者/用户所使用的信号。因此，单个的光纤可以用于同时传输多个信号，这些信号随后被分开运送。相似地，在最终被分开用于传输或运送之前，独立的信号也被合并起来用于在共同的线路上传输。因此，与有关个人用户（包括一些用户的集合）的信号一致，独立的信号带被分成了更小的波长范围，并且在共同线路的组合信号与用于传输和/或同个体用户交互的独立信号之间的转变中，可以使用复用和解复用功能。
阵列波导光栅（AWG）是光电路部件，被设计以执行光学信号的复用和解复用功能。平面光波导器件为阵列波导光栅提供方便的版式（format），其中阵列波导光栅可放置于在光学网络中所想要位置。阵列波导光栅通常包括两个广泛传播的光学元件，例如平板波导，所述光学元件由具有一定长度范围的波导阵列连接。选择分散波导的长度差异，以在平板波导中引起由波导阵列所传输的光之间的合适的有利及无益的干扰，以使得多色度的信号由所述干扰模式而在空间上分散开，从而在解复用之后更小的波长范围可以被分开地传输。相似地，在相反方向上的光传输则会导致与一组具有在一定波长范围内的不同波长的输入信号相关的组合的多色度信号的传输。因此，所述阵列波导可以配置成具有整合侧和分散侧，其中，从整合侧至分散侧的光路使信号分解成多色度信号，反之亦然，从分散侧至整合侧的光路提供多色度信号的整合。阵列波导光栅的基本原理在本领域中是已知的，并且在例如美国专利5002350中已有描述。
发明内容
在第一个方面，本发明是关于一种平面光波导器件，包括组合的信号波导；一组分散的信号波导；第一平板波导；光学地连接至第一平板波导的第一反光镜；支撑第一反光镜的反光镜组件；波导阵列；以及第二平板波导。该波导阵列光学地连接第一平板波导和第二平板波导，以提供阵列波导光栅。通常，所述组合的信号波导或该组分散的信号波导在入口边缘（accessedge）处直接光学地连接至第一平板波导，而所述组合的信号波导或该组分散的信号波导二者中的另一个直接光学地连接至第二平板波导。为了有利地提供更加紧凑的设备结构，通过提供从反光镜至阵列边缘的光反射，对从入口边缘穿过第一平板波导的光通道进行折叠，其中前述阵列边缘将波导阵列与该组合信号波导或该组分散信号波导的合适元件连接起来。反光镜的反射设计结构能够以不超过80度的反射角产生所想要的结果，相比于从波导阵列至反光镜的光路距离，从通道边缘到反光镜的光路距离的比率通常在大约0.5至2之间。在某些实施方式中，为了提供热修正，该反光镜组件包括致动器，该致动器响应于温度的变化而使反光镜随平板波导的平面上的旋转而枢转，从而改变反射角，以在所选的温度范围内提供穿过所述波导阵列的光的有效温度补偿的传输。
在另一个方面，本发明是关于平面光波导器件，包括组合的信号波导；一组分散的信号波导；包括第一通道边缘和第一阵列边缘的第一平板波导；光学地连接至第一平板波导的第一反光镜；包括第二通道边缘和第二阵列边缘的第二平板波导；光学地连接至第二平板波导的第二反光镜；以及通过对应的阵列边缘而光学地连接第一平板波导至第二平板波导的波导阵列。在某些实施方式中，在相应的通道边缘和相应的阵列边缘之间，每个平板波导都具有折叠的光路，以不超过80度的角度从反射镜反射，并且相比于从波导阵列至反光镜的光路距离，从通道边缘到反光镜的光路距离的比率通常在大约0.5至2之间。
在附加的方面，本发明是关于制备平面光波导器件的方法，包括：在参考温度下调整致动器，以提供通过阵列波导光栅的中心突发波长的排列，在调整致动器以包围该热补偿光电路之后，对该包围进行密封。
在其它方面，本发明是关于平面光波导器件，包括组合的信号波导；一组分散的信号波导；第一平板波导；光学地连接至第一平板波导的第一反光镜；支撑第一反光镜的反光镜组件；波导阵列；以及第二平板波导。该波导阵列光学地连接第一平板波导和第二平板波导，以提供阵列波导光栅。该组合的信号波导或该组分散的信号波导在通道边缘处直接光学地连接至第一平板波导，而该组合的信号波导或该组分散的信号波导二者中的另一个直接光学地连接至第二平板波导。为了有利地提供更加紧凑的设备结构，通过提供从反光镜至阵列边缘的光反射，对从通道边缘穿过第一平板波导的光路进行折叠，其中前述阵列边缘将波导阵列与该组合信号波导或该组分散信号波导的合适元件连接起来。反光镜的反射设计结构能够以不超过80度的反射角产生所想要的结果，相比于从波导阵列至反光镜的光路距离，从通道边缘到反光镜的光路距离的比率通常在大约0.5至2之间。在某些实施方式中，该反射镜组件包括致动器的手动调节，所述致动器通过调整中心波长，使所述中心波长以选定温度穿过该组合的信号波导和分散的信号波导之间，从而设定阵列波导光栅的波长响应。
附图说明
图1示出了具有折叠的平板波导的光学集成电路的实施方式，该折叠的平板波导具有将热修正提供至该电路的阵列波导的枢转反射镜。
图2A是折叠的光路平板波导的第一可替换实施方式的俯视平面图。
图2B是折叠的光路平板波导的第二可替换实施方式的俯视平面图。
图2C是折叠的光路平板波导的第三可替换实施方式的俯视平面图。
图3A示出可枢转的反射镜的可替代实施方式，其通过在电路中枢转反射镜而提供热修正。
图3B示出图2A的实施方式的升高（elevated）侧视图。
图4示出包含图3A的实施方式的外壳的截面平面图。
图5A是热枢转反射镜的可替代实施方式的侧视图。
图5B是图5A的实施方式在第一位置的平面图。
图5C是图5A的实施方式在第二位置的平面图。
图6A是热补偿阵列波导的透视图，具有一对折叠的平板波导和热修正可枢转反射镜。
图6B是适用于图6A的阵列波导光栅装置设计中的手动的可调整致动器的局部透视图。
图7A是热补偿阵列波导的可替代实施方式的透视图，具有一对折叠的平板波导和热修正可枢转反射镜。
图7B是示出图7A的实施方式中致动器的活动（action）的示意图。
图8是热补偿阵列波导由图6和图7A所修正的热补偿性能的模型的图示。
图9是在单个芯片中具有两个阵列波导光栅的芯片的实施方式的俯视图。
具体实施方式
一种改良的具有热补偿的平面阵列波导光栅的版式，在不牺牲性能的前提下，提供较便宜的加工和较小的占用面积（footprint）。该阵列波导光栅具有平面波导阵列，该平面波导阵列在该阵列的两端具有平板波导。所述平板波导提供光的空间分散的重要功能，其为光束的分散和/或信号的干涉作准备以提供空间波长的分离。尽管光学要求决定了阵列波导光栅的尺寸达到了相当大的程度，但已经发现，使用反射镜折叠穿过平板波导的光路可以显著减少阵列波导光栅的尺寸，同时基本保持穿过平板波导的总路径长度不变，并且减少平板波导的物理尺寸。进一步地，使用此处所述的创新能够使波导提供想要的毗连核心光栅而发送的输入和输出通道。如果缺乏这些创新性，那么阵列波导光栅的结构就具有远离核心光栅的槽状波导。槽状波导的相邻路径提供了光电路区域的更有效的使用，使阵列波导光栅装置的实际尺寸大量减少。因此，期望的尺寸减少既来源于平板波导的尺寸减少，也来源于输入和输出的槽状波导的位置的改良放置。
在该减少区域的版式中，无源的或“被动的”热调整装置可以用于制造在实际温度范围内进行热补偿的具有小占用面积的阵列波导光栅，以使得该阵列波导光栅的性能有效地不依赖于温度。在本领域中，尽管被动热补偿更精确地描述了部件的功能，但是具有被动热补偿的部件可以称为无热的（athermal）部件，即使器件中的功能材料经受了热变化。在可替代的实施方式中，手动的致动器可以用于调整穿过阵列波导光栅的中心光波长的路径，同时利用本文所述的改良设计中可用的紧凑版式。这样的实例附加地提供被动热补偿。或者，具有手动可调整的致动器的结构可具备其它已知的补偿热特征的装置，例如主动地为装置提供恒定的温度，其中实例代表了对这种其它装置的偏向。由于本文所述的改良装置的更小的占用面积，更多数量的器件可以绘制于诸如硅晶片之类的衬底上，而且，这些更多数量的的器件能够以相同的工艺能力相应地形成，以相应地减少每个器件的成本。
温度的变化会损害穿过阵列波导光栅的光信号的传输。温度的变化会引起尺寸的变化以及光电路的折射指数的变化，这会引起中心波长（CW）的改变，或者引起用于光子集成电路（PIC）的给定通路中的峰值传输的波长的改变。本文描述包含阵列波导光栅的光学组件，该组件有效地进行热补偿，使得当温度改变时能够保护单一整体性。可能实现：改变穿过阵列波导光栅中一个或多个平板波导的光路，以被动地补偿光栅中温度改变的效果。在某些实施方式中，阵列波导光栅的热调整涉及从可移动的反射镜反射信号，该反射镜随温度改变位置及方向，并且当信号经过阵列波导光栅传输时改变信号的路径。可移动的反射镜的某些实施方式涉及可枢转的反射器或反射镜，对温度变化敏感的致动器使所述可枢转的反射器或反射镜运动。在本领域中，用于温度补偿的阵列波导光栅及关联部件可以称为无热的阵列波导光栅，意思是该无热的阵列波导光栅有效且自然地补偿在热控制室或壳体外面的网络应用（network application）中所遇到的热变化，使得信号的传输完成。一种用于阵列波导光栅的应用在网络中指向（direct）信号。
反射器或反射镜的枢转可以提供热调整，该反射镜还可以使平板波导的尺寸大量减小，从而相应地减少装置的整体尺寸。基于将用于槽状波导的入口边缘放入阵列波导光栅部件中，穿过平板波导的光路分成两个部分。通过放置入口边缘，使得在入口边缘处的光路与反射镜的法线之间的角度不超过45度，从而所述平板波导的尺寸可以大量减小，并且可以相应地对光路的两个支路进行调整，以使两个支路相互区分开而不超过2倍。因此，该装置的占有面积尺寸可以大量减少，同时提供热修正。
如本文所述，所述阵列波导光栅在平面光波导器件中装配，其能够适当地连接至更长范围的光学传输网络。通常，光电路以合适的光学材料（通常是基于硅石的玻璃）形成于平衬底上，并且在该衬底上分层和绘制以形成所想要的光路。如本领域中所常见的，基于具有不同光学材料之间的不同折射指数差异的折射波导，具有合适波长范围的光可以被束缚至所绘制的光路。
网络通常涉及合适的转换功能，以将信号从发送器发送至接收器。为了具有有效的传输和发送（routing）系统，独立信号通常被合并以沿着单个光纤进行长范围的传输，随后又被分开以适当发送至目标接收器。通过使用与每个所识别信号相关的各自的波长值或范围，不同的信号可以被识别出来。当这些一般的原理扩展至多种传输技术，光学信号在本文中是尤其令人感兴趣的。光学信号展现出传输大量信息的能力，尽管光学信号展现出了有关光学信号处理的不同挑战。本文所描述的阵列波导光栅装置通常设计成，展示组合或分离至少大约8个波长以及多达100个波长的要求，该组波长通常在大致40nm至60nm的波长范围内。但是，本文所述的改良的光芯片设计更广泛地适用于比目前所用的具有更广泛的性能范围的阵列波导光栅。该组的中心波长值通常设计成在光学网络的参数附近，并且目前通常在大约1250nm至1650nm的范围内，尽管未来的网络设计可跨越其它的波长范围。
用于共同传输的多种信号（例如光学信号）的组合可以称为复用，这意味着不同波长的信号在共同的信号中进行组合。具有不同波长的组合信号（例如光学信号）的分离可以被称为解复用。某些装置在一个方向上适用所传输的光学信号进行复用，而在相反的方向上对于所传输的光学信号进行解复用，以使得共用的装置可以用于两个功能。本文所用的MUX和deMUX的表达分别用于复用和解复用功能，并且本文所用的“D/MUX”的表达指示了执行这些功能的装置或结构中的组合或选择的复用和/或解复用功能。
热补偿阵列波导光栅可以设计成作为网络中的MUX、deMUX或者D/MUX装置所使用。所述阵列波导光栅可以在提供现成的连接至光学信号源的组件中，例如光纤。在可替代的或者附加的实施方式中，阵列波导光栅可以紧紧地连接至相应的光学信号源，所述光学信号源可以从用于集成的外壳延伸至光学网络中。所述组件可以放在单个外壳中，所述外壳接收连接或者连接至多色光学信号载体和分散的光学信号载体。第一和第二载体可以是输入或者输出，考虑到在阵列波导光栅的复用/解复用功能中，术语输入和输出是任意的。在本文中，光学信号载体一词是宽泛的，并且指光纤、纤维束、波导、或者信号传输部件。光学信号载体可以网络的一个部分，并且可操作地连接至阵列波导光栅。
Purchase等人的美国专利7062127（在此作为参考并入本文），名为“Athermal AWG and AWG With Low Power Consumption Using Groove ofChangeable Width”，提出了提供热补偿的阵列波导光栅的一种方法。在专利7062127中的结构可以涉及阵列波导光栅在两片的基底上的放置，所述基底在两片之间具有凹槽或者间隙。致动器响应于温度变化而改变长度，以调整基底片的相对位置，从而提供热修正。反射镜可以并入阵列波导光栅中，沿着用于阵列波导光栅平板波导的某些折叠设计。该折叠设计通常涉及多面的平板波导，具有一个用于接收光学信号的面以及用于通过另一个面反射该信号的反射镜。所述面在空间上分开，并且远离彼此而定向，而且入射光和反射光之间的角度是垂直的，以致平板波导的空间需求是实质性的。在基底的分离片（由铰链所连接）上安装反射镜和平板波导，从而提供热调整，以使得致动器可以使基底片相对彼此而绕铰链运动，并且改变反射镜和平板波导的相对位置。
Zirngobl等人的美国专利5745616（在此作为参考并入本文），名为“Waveguide Grating Router and Method of Making Same Having RelativelySmall Dimensions”，示出了形成相对紧凑的阵列波导光栅的另一种方法。如在专利5745616中所描述的，自由的空间区域用于毗连于波导阵列端部的光的分散。反射镜被计划用于折叠所述自由的空间区域。这些折叠设计通常涉及使用两个如已述的相互垂直的面，或者在平板波导中使用两个反射镜以代替单个反射镜。与此相反，本文所描述的方法可以避免在波导中两个反射镜的需求。另外，某些实施方式提供了更紧密的平板波导折叠，以使得尺寸能够进一步减小。此外，本文所教导的结构还包括那些使用枢转的反射镜而提供有效的热修正的结构。
我们进一步注意到，专利5745616导向InP波导，其基于非常大的折射指数值（大约3.5），并且相应于大的指数对比。由于折射指数的值较大，在以偏离法线的角度而穿过表面的传输会经受较大的损失。以使得该设计的考虑与相应的基于玻璃的硅石的考虑显著不同。因此，专利5745616教导远离与空间分离的光学部件（例如枢转镜）的界面。本文所述的设计，允许了绕平板波导布置的部件的改良的交互作用的组合优势，同时允许了越过光学部件的边缘的部件的使用，以容纳枢转镜或类似物。对于本文所述的装置，自由空间（例如在平板波导与反射镜之间）可以由折射率匹配成分所填充，例如凝滞、油脂或者粘合剂，这些都不阻碍反射镜的枢转。在本文所述的装置中，芯片外部的光路可以制得足够短，以使得其在波导信号的束腰（beam-waist）范围内，从而避免了衍射损失，而无需使用额外的光学部件用于光束管理。
美国专利6701043中提出了用于在阵列波导光栅中进行热修正的另一种方法。光纤连接至将光提供至阵列波导光栅的透镜。该透镜具有能够响应于温度变化而运动的反射镜。用于阵列波导光栅的外部透镜显示了成本与制造的复杂性的来源。所述透镜是外部光学元件，会减少光学效率。此外，穿过平板波导的光路不是明显折叠的，因此专利6701043并没有教导平板波导的尺寸的大量减小。相比之下，在此提供具有反射表面的折叠的平板波导，所述反射表面接收来自波导的光，并且直接将所述光反射至波导中（即，没有干涉的光学元件），并且本文所述的穿过平板波导的光路提供了穿过平板波导的光路的大量折叠，以提供平板波导的占用面积的大量减小。
图1示出热补偿的阵列波导光栅的实施方式，基于穿过平板波导的紧凑的折叠光路和无需使用透镜的较低损失，该热补偿的阵列波导光栅提出了大量改进，通过反射镜布置来实现，该反射镜与平板波导的边缘之间具有非常小的间隔，同时保持足够用于调整的距离，以提供热补偿操作。芯片100包括衬底104上的光学组件102，双重连接器106在第一网络光学信号载体108和第二网络光学信号载体110之间提供光学连接。光学组件102具有第一平板波导112、第二平板波导114，以及光学地连接以提供阵列波导光栅的阵列波导116。平板波导114具有入口边缘113和折射边缘115。光学组件102进一步具有反射镜组件117，该反射镜组件包括具有反射表面119的反射镜118和致动器120。
反射镜组件117通过铰链122连接至毗连于衬底104的芯片100。致动器120可以用紧固件124支撑。该紧固件可以直接或者间接地固定至支撑件104、芯片100，或者以其它方式固定以适应致动器120。该铰链和/或反射镜组件和/或紧固件可以直接固定至芯片或衬底。光学集成电路可以在单一材料（单块集成电路）中生成，反射镜组件则直接固定至该材料。例如，在图1的实施方式中，该反射镜组件和致动器都只连接至衬底104，并且该光子集成电路是单块集成电路。波导128光学地连接至网络载体108，并且连接至连接点129，以光学地连接至平板波导114的入口边缘113。在可替代的实施方式中，可以用多个波导（例如，2-5个波导）代替波导128，以提供或接收复用的光学信号。内部载体130光学地连接至平板波导112。穿过网络载体108的光信号被传递至内部载体128，并且穿过入口边缘113进入平板波导114中。该光信号穿过元件114，并且沿箭头132a、132b所示的路径而进入并穿出反射边缘115，反射镜118从反射表面119反射信号，使信号穿过波导114并且进入阵列波导116。该信号穿过阵列波导116且穿过平板波导112，并且作为去复合的（分散的）信号134出现，该信号134被一组分散的信号波导130所接收，该组分散的信号波导130随之将信号传递至外部载体110，该外部载体110可以是一条光纤。当阵列波导光栅处于多路分离（一体化）模式时，光信号可以相似地以相反的顺序传递。图1的实施方式示出了与双重连接器106联接的光学信号载体108和110。
反射镜118可以绕铰链122枢转，并且可以偏置以按压致动器120。反射镜组件117具有用于反射镜118的底座121，并且容纳致动器120的远端部分136，例如在狭槽或其它凹槽中。在某些实施方式中，远端部分136被固定至反射镜，并且铰链122相应地不偏置。致动器120包括响应于温度变化的热响应材料，以如箭头A所示对反射镜118的远端138进行枢转。该致动器材料被选择为具有一定的热膨胀系数，该热膨胀系数提供改变穿过阵列波导光栅的光路径所需要的膨胀量或压缩量。在箭头132a和132b之间的夹角α指示了入射反射镜118的光线与从反射镜118反射的光线的夹角。角度α随反射镜118旋转而改变。随着外壳100中的温度变化，致动器120改变长度并且使反射镜118旋转。例如，该反射镜的旋转可以在大约0.1-100毫弧度之间，在进一步的实施方式中可以在大约1-25毫弧度之间。技术人员应容易理解，在上述清楚说明的角度范围内，所有范围和数值都是可以想象出得到的。
图1的实施方式示出折叠的光路平板波导，该平板波导具有单一的入口边缘113用于使光信号进入和离开。箭头132a、132b示出光信号穿过入口边缘113的进入和离开，用符号α（阿尔法）示出光进入和光离开之间的夹角。限制α角，提供折叠的平板波导和伴随的壳体（外壳）更小的占用面积，并且实施方式包括不超过80度的夹角，在某些实施方式中夹角从大约3度至大约70度，在进一步的实施方式中，夹角从大约5度至大约60度。技术人员应容易理解，在精确规定的范围内，所有范围和数值都是可以想象出的。所减少的α角提供紧凑的阵列波导光栅版式而不会使单一质量退化。由于共同的入口边缘113既用于光学连接至槽状波导129，又光学地连接到波导阵列116，所以从光路的对应部分（即槽状波导129）至反射镜的距离基本上等于从波导阵列至反射镜的距离。
图2A、2B、2C示出了折叠光路平板波导的进一步实施方式。参考图2A，示出了毗连于反射镜162的折叠光路平板波导160，该反射镜响应于温度变化而可能枢转或不枢转。平板波导160进一步光学地连接至槽状波导164和波导阵列166。槽状波导164与平板波导160在入口边缘168处交界，并且波导阵列166与平板波导160在阵列边缘170处交界。来自槽状波导164的光路从反射镜162反射，通过反射以α角到达波导阵列166。图2B示出了可替代的实施方式。如图2B所示，折叠的光路在槽状波导174之间行进，穿过入口边缘176进入平板波导178，以α角离开反射镜180，穿过阵列边缘182进入波导阵列184。在该实施方式中，入口边缘176相对阵列边缘182而朝向反射镜180放置。图2C示出折叠光路平板波导的另一可替代实施方式。在该实施方式中，折叠的光路在槽状波导186之间行进，穿过入口边缘188进入平板波导190，以α角离开反射镜192，穿过阵列边缘194进入波导阵列196。在该实施方式中，入口边缘188相对阵列边缘194而放置成远离反射镜192。
对于图2A和图2B中平板波导的实施方式，在图1的上下文中所描述的角度范围也仍旧是合适的，并且这些角度范围同样地适用于平板波导的这些结构。在这些实施方式中，光路的两条支路的长度通常不相等。具体地，从入口边缘到反射镜的距离不同于从反射镜到阵列边缘的距离，槽状波导与平板波导在入口边缘处交界，波导阵列与平板波导在阵列边缘处交界。总之，从入口边缘至反射镜的距离是从阵列边缘至反射镜的距离的大约0.5-2倍，在进一步的实施方式中是大约0.7-1.5倍，在更进一步的实施方式中是0.8-1.25倍。本领域的技术人员应理解，在以上精确范围中的额外距离比例范围是可以想象出的，并且在本公开的范围内。图1、2A、2B和2C中所示的阵列波导以单个组合的信号波导的形式示出，但是所述阵列波导可以由多个组合的信号波导或者一组分散的信号波导所替代，如在下文的可替代实施方式中进一步描述的。
减小在图1中示为α的角度，以改变该角度的反射镜的少量运动而创造了提供热修正的机会。选择且定位该折叠平板波导的反射镜，以从反射镜的反射表面反射光，以致该光重新进入平板波导而没有显著损失。在本文中，“显著”一词意味着，任何这样的损失都不会阻碍信号传输的完成，并且在所想要的实施方式中，相比于不具有此处所述的改良紧凑设计的等价装置，该损失对应于小于1–dB的额外光损失。由于用于热修正的调整角度可以很小，因此该反射镜可以放置在反射镜的反射表面与平板波导的面之间的间隙中，该平板波导的面使光穿过而到该表面（指反射边缘）。所述间隙在1微米至50微米的范围中；技术人员应容易理解，在精确规定范围内的范围和数值都是可以想象出的，例如，从大约2微米至大约20微米或者小于大约10微米。流体、凝胶、弹性附着物或类似物可以放置在该间隙中，用于进行折射率匹配，而不会显著地影响反射镜的枢转，并且，合适的化合物在本领域中是已知的，并且随时间而受到商业改良。该反射镜的反射表面可以枢转较小的量以完成热修正，从标准处枢转大约+50毫弧度至-50毫弧度；技术人员应理解，在精确规定范围内的范围和数值都是可以想象出的，例如，从标准处枢转大约+10毫弧度至-10毫弧度，或者在某些实施方式中，从标准处枢转大约+3毫弧度至-3毫弧度。“枢转”一词指的是引起光从表面反射的角度变化的运动。
“反射镜”一词包括在所想要的操作波长范围内适合于反射光学信号的反射材料。因此，“反射镜”一词包括包括光学反射器、金属涂层反射镜，例如，镀银镜、衬底镜、全内部反射镜、周期性反射镜、以及多层干涉镜。干涉镜常常是基于层状薄膜沉积方法，例如：物理气相沉积（包括蒸发沉积或者离子束辅助沉积）、化学气相沉积、离子束沉积、分子束外延、以及溅射沉积。用于干涉镜的共同材料是氟化镁、二氧化硅、五氧化二钽、硫化锌、氧氮化硅、化合物半导体、以及二氧化钛。
反射镜可由致动器所致动，致动器通常是被动热调整的或者手动调整的。在某些实施方式中，致动器包括热响应材料，即，相比玻璃或硅，响应于温度变化而具有显著的膨胀或压缩的材料，以使热响应材料的运动可以如本文所述地用于驱动热修正。该热响应材料可以是金属、金属合金、陶瓷、硬质塑料材料、或者上述材料的复合物、或者复合物集合，例如流体驱动的活塞。金属或者金属合金的例子包括，一种或多种的铝、黄铜、青铜、铬、铜、金、铁、镁、镍、钯、铂、银、不锈钢、锡、钛、钨、锌、锆、哈氏合金、可伐金属、殷钢、莫乃尔合金、铬镍铁合金、以及类似的金属。相对于光子集成电路或者阵列波导光栅材料，或者相对于单独的支撑结构，该热响应材料可以选择成具有不同的热膨胀系数，热膨胀系数的不同足以通过致动器的膨胀或压缩而引起反射镜的相对运动。在一个实施方式中，热膨胀系数之间的区别（例如，在致动器的热响应元件与形成光子集成电路和/或阵列波导光栅的单片电路的热响应元件之间的区别）是至少大约100%。在另一个实施方式中，热膨胀系数的区别是至少大约200%。在另一个实施方式中，热膨胀系数的区别是至少大约300%；技术人员应理解，在精确规定范围内的范围和数值都是可以想象出的。手动调整的致动器可以包括螺栓、楔状物或者其它可用于定位反射镜的调整装置，以提供穿过该阵列波导光栅的所要的光路，利用紧凑装置版式用于在所想要的温度下操作。对于手动地可调整的实施方式，相关的结构部件可以用彼此相同的材料制成，或者用具有类似热膨胀系数的材料制成。
该致动器在组成上是统一的，意味着该致动器基本上由一种材料制成，在本文中基本上意味着，其它材料的存在并不显著地改变致动器尺寸的热变化，所述尺寸的热变化被设计成在热补偿的阵列波导光栅中执行致动器的活动。以进行致动器在热补偿的阵列波导光栅中的活动。可替换地，该致动器可包括多种完整的或者不同的材料，所述材料能够独立地膨胀或压缩，以使得该一种或多种材料能够控制反射镜的旋转。例如，两个热响应材料可以由具有不同的热响应系数的材料所分开。
或者，可以连接多种热响应材料以使得其尺寸改变影响致动器的运动。双金属带是这样的实施方式的一个示例。例如，大体上笔直的双金属带可以响应于温度变化而呈现为弯曲或卷曲。
该致动器可以设置成任何适于以热方式实现引起反射镜旋转的形状。因此，该致动器可以是基本上笔直的，基本上平面的，或者可替代地是盘绕的。例如，当材料在三个维度中受到热膨胀/压缩时，该致动器可以设计成利用热膨胀/压缩以实现一个维度的运动。例如，整体式材料的柱形棒通常绕其中心轴膨胀和收缩，从而控制了长度的单一维度，基于该设计，棒直径中的热变化是无关紧要的。或者，该致动器可以设计成提供在两个维度（例如单个平面）或者在三个维度中提供有用的热驱动运动。
该致动器可以设置成具有热响应部分和无热响应部分的组件。例如，无热响应材料制成的保持件可以固定至能够自由移动的热响应材料。该保持件则相对于反射镜或反射镜组件的不运动部分而依次固定在固定位置。
图3A和3B示出了热补偿的阵列波导光栅的实施方式，其具有可供选择的致动器实施方式以及两个折叠的光路平板波导。光学组件200包括在整体式元件202上的光路201，元件202由光学玻璃或者其它合适的材料制成。该光路包括阵列波导光栅204，所述阵列波导光栅204包括由波导阵列210所连接的第一平板波导206和第二平板波导208。第一入口边缘212光学地连接至第一平板波导206，第二入口边缘214光学地连接至第二平板波导元件208。在图3A中，第一入口边缘212联接至电路201的集成侧，并且第二入口边缘214联接至电路201的分散侧215。第一平板波导206包括反射镜216，第二光学导向元件208包括反射镜218。热修正致动器220具有由连接元件（也指支柱（strut））226、228所连接的第一和第二热响应致动器元件222、224，所述连接元件226、228由无热响应的材料制成，并且所述连接元件226、228的热膨胀系数基本上小于元件222和224的热膨胀系数。支柱元件228直接或者间接地固定至整体式元件202。连接支柱元件226连接至反射镜218，支柱元件226具有至少一个程度的运动自由，以使得元件226的运动能够枢转反射镜218。因此，支柱元件226可以粘合、融合或者与反射镜218一体地形成，或者通过张力形成静态的接触。
在使用中，组件200可受到会改变阵列波导光栅204的性能的温度的变化。但是，温度的变化引起热响应元件222和/或224在维度上改变，以产生力而枢转支柱元件226，从而枢转反射镜218。该反射镜可绕处于反射镜和整体式元件202之间的铰链（未示出）而枢转，或者不被紧固件（fastening）的固定点约束。在一个实施方式中，反射镜绕其中心枢转。或者，元件222、224中只有一个是由具有相对大的热膨胀系数的热响应材料所制成，以使温度改变引起元件222、224中的一个的尺寸改变，从而控制枢转。这可以提供一种实施方式，其中反射镜绕相对于响应元件的接触的边缘而枢转。
在图3A所示的实施方式中，反射镜216不运动。但是，另外，可以施加热修正至反射镜216而作为热修正反射镜218的替代方式。或者可以在阵列波导光栅的两端都设置热修正，反射镜216、218通过响应于温度变化的运动而进行热修正。
图3A的阵列波导光栅的实施方式包括很多特征，这些特征导致阵列波导光栅的改良的紧凑版式，所述改良的紧凑版式可以有利地用于从晶片加工阵列波导光栅，并且在合适的外壳中用于光学装置。特别地，该阵列波导光栅包括两个折叠光路平板波导，并且这为整个装置提供了特别小的版式。平板波导可以构建成具有如上所述的离开反射镜的光学角度范围，并且光路中分开的支路的距离比例也在上文提及。伴随着两个折叠光路平板波导，用于组合的信号的槽状波导和用于分散的信号的槽状波导在相同方向上定向。由于光路穿过平板波导的角度，沿相邻路径而定向向前的波导及向后的波导的能力可以使得尺寸大幅度减小，这是由于波导绕波导阵列的结构更加紧凑。因此，装置可以构建成具有占用面积，即，装置的平面区域可以例如在大约500mm2至7000mm2的范围内，在另一实施方式中，在500mm2至6000mm2范围内，在其它实施方式中，在500mm2至5000mm2范围内。相应的尺寸可以在大约25mm x40mm至大约65mm x85mm的范围内，在另一实施方式中，在大约30mm x45mm至大约55mm x75mm的范围内。这些尺寸比较于现有的商业装置大约80mm x120mm的尺寸。本文所述的设计技术也将补充并且提高未来的尺寸减少，其计划用于光子集成电路技术的正常发展，在未来使得甚至更小的设备占用面积成为可能。本领域的技术人员应认识到，上述精确范围内的额外尺寸范围是可以想象出的，并且包括在本发明中。
由于尺寸减少，所以所述装置可以更有效地放置在通常用作光电路的衬底的圆形硅晶片上。在圆形晶片上有效地放置更小的装置，这减少了浪费，并且该装置可以定向成便于晶片的切片。已经发展了用于晶片的不规则切割技术，例如Cole等人的名为“Apparatus and Method to Dice Integrated Circuitsfrom a Wafer Using a Pressurized Fluid Jet（使用加压流体喷射将晶片切割成集成电路的设备和方法）”的美国专利6705925中所述的，该专利作为参考并入本文。由于这样的流体喷射技术可以用于本文所述的装置，有效的直边切割技术可以用于本文所述的更小的装置，而不会不合需要地浪费大量晶片空间。因此，对于本文所述的更小的装置，单片的刀片切割、划片和切割或者蚀刻和切割可以有效地用于切割装置以提供显著的制造优势，而不会浪费大量的硅晶片材料。
所有的连接的波导可以有效地放至光子集成电路的共同边缘，也就是图3A中的边缘240。这种设计提供了加工期间的波导合理绘制，并且通过用于所生成装置的光纤或类似物的合理采集而提供了到光子集成电路的合理连接。
该热补偿阵列波导光栅可以是外壳的一部分。图4示出了具有在壳体302内的热补偿阵列波导光栅200以及致动器220的外壳300。该外壳可以具有合适的热特性，通过缓慢地将热传递至芯片，以使得该阵列波导光栅芯片实质上处于一致的温度，以致瞬时温度响应较不易于改变装置的性能。该阵列波导光栅经由内部连接器304连接至光信号载体306，例如光纤组或光纤带，其在相对端还具有用于连接至另一个光学传输装置的连接器（未示出）。该光纤带可以通过弹性引导（例如橡胶垫圈或类似物）而穿出外壳302，以减少刚性外壳和光纤带之间的相互作用。外壳300是支持网络用于连接的，具有光学信号载体以提供解复用/复用功能。相比于其他部件，阵列波导光栅200的质量是相对较轻的，以使得阵列波导光栅可以设计成在外壳内漂浮（float），整体式结构202没有直接连接至外壳而是固定至连接器302。载体304可包括光学信号载体，用于电路201的分散侧215和集成侧213。
由于阵列波导光栅中的光学平板波导（或者其它光学导向部件）的折叠结构，本文所述的热补偿阵列波导光栅组件可以具有减小的体积。通过沿相邻面而引导光信号进入以及离开平板波导，折叠的光学装置可以具有进一步减小的尺寸，如图3A所示，其示出了具有面230、232的平板波导，所述面230、232具有法线230’、232’，在所述法线之间大约45度的夹角，以α示出。然后，光几乎垂直于表面地进入和离开所述面，以减少在表面处的任何散射损失。由于角度α相对较小，平板波导的很多光学传播区域向自身往回折叠，并且相邻面128、130可以提供平板波导的较小版式。由于角度α较小，可以使用单个平面140，如图1所示，而没有显著的信号损失。这些或者其它的折叠结构可以由用于进行热修正的致动器的节约占用面积的结构进行补足。
图5示出了用于阵列波导光栅的热修正的反射镜组件的可替代实施方式。反射镜组件400具有安装于底座404上的反射表面402，底座404联接至第一臂状物406和第二臂状物408，所述第一和第二臂状物接着联接至支柱410上。所述臂状物中的一个（或者如实施方式中所示的，每个臂状物）分别在臂状物406、408上具有凹槽412、414。臂状物404、408毗连于凹槽412、414的部分是铰链416、418。安装组件400，以使反射表面402被定位成反射光至平板波导以及从平板波导反射光。随着温度增加，由于臂状物408趋向于比臂状物406更多地膨胀，所述组件从第一位置420运动至第二位置422，并且反射表面402旋转，如图4C的箭头A所示。随着臂状物414、412的尺寸改变，凹槽412、414的尺寸也改变。随着温度降低，反射镜和凹槽经过位置420，并且臂状物408相对地比臂状物406更多的收缩，以使得反射表面相反于箭头A所示的方向而枢转。可以选择臂状物的材料的尺寸，以提供所想要的枢转量。所述臂状物可以选择成具有不同的热膨胀系数，更响应的臂状物的热膨胀系数是另一臂状物（或系统中的其它件）的热膨胀系数的105%至300%；技术人员应容易理解，在精确规定的范围内所有的范围和数值都是可以想象出的。
如下所述，使用化学气相沉积（CVD）或者其它沉积工艺可以在晶片上形成光电路。在完成光电路的形成之后，通常该晶片被切割，并且反射镜（具有合适的反射材料）可施放在切割边缘，该切割边缘在定位该反射镜之前被抛光。可以使用锯、水喷射、激光或者其它合适的切割工具或者技术，进行晶片或其它衬底的切割。或者该反射镜组件可以结合致动器，与阵列波导光栅和电路构建和集成。通常，多个电路在单个晶片上形成，并且本文所描述的较小的占用面积在单个晶片上提供了更多的阵列波导光栅电路的形成。在单个晶片上的阵列波导光栅的更高包装减少了伴随晶片的每个阵列波导光栅的材料成本，并且使得每次加工更多的电路，由于加工成本通常被计量至晶片的数量，其分摊加工设备（例如环绕大量阵列波导光栅的沉积室）的加工成本和资本成本。总之，光电路所减少的占用面积以相关的成本和制造的节约而提供了更高的生产效率。
图6A示出了热补偿阵列波导光栅的另一种实施方式。整体式的平面光波导器件（PLC）500（与图3A的芯片类似）附接至基底502。平面光波导器件500具有热补偿阵列波导光栅504，所述热补偿阵列波导光栅504包括附接至阵列波导光栅504的第一反射镜组件506和附接至基底502的第二反射镜组件508。反射镜组件506、508包括具有反射表面的反射镜，所述反射镜作为折叠波导510、512的一部分。反射镜组件506固定在位置上。外部光学波导514、516为具有网络或者其它部件的平面光波导器件提供光学传输。基底502包括致动器520，该致动器520例如通过螺纹和螺母524而固定至所述基底。基底502还具有第一颈部526和第二颈部528。孔530均毗连于第一颈部和第二颈部，并且限定每个颈部的至少一侧。致动器520包括热响应材料。随着温度改变，致动器520如箭头X所示地膨胀或者收缩。该运动引起反射镜组件508如箭头Y所示地枢转。颈部526、528提供了相对较小的横截面区域，致动器所产生的力作用在所述横截面上，并且该较小的区域在颈部提供了枢转/弯曲，以提供反射镜组件508相应的枢转。尤其是阵列波导光栅504和折叠平板波导512的紧凑尺寸，允许了反射镜组件508中的反射镜的较小旋转，以提供热修正。来自致动器520的膨胀/收缩的力通过基底502而分散，但是也被颈部所集中，以使得随温度而实现平滑和预期的改变。
图6A所示的平面光波导器件可以用手动调整的致动器进行调整。在局部图6B中示出了具有手动调整的致动器的平面光波导器件，与图6A的装置相同的特征未示出。参考图6B，基底540包括致动器542，该致动器542例如通过螺纹和螺母544而固定至所述基底。基底540还具有第一颈部546和第二颈部548。孔550均毗连于第一颈部和第二颈部，并且限定每个颈部的至少一侧。致动器542可以由与基底540的其它部分相同的材料所制成，或者可以由具有相似的热膨胀系数的材料所制成。致动器可包括头部552，该头部552具有接合元件554，例如凸缘，以接合螺栓驱动器或类似物。本领域的技术人员应理解，基于本领域的知识，可以使用其它手动的调整设计，以利用阵列波导光栅的紧凑设计，而不提供被动的热调整。
所述颈部是枢转点，基底通过所述枢转点在致动器的伸长或收缩上实现运动。因此，本发明的实施方式包括安装在基底上的平面光波导器件，所述基底具有由多个（例如两个）枢转点所联接的多个部分，一个或多个致动器也联接所述部分。
图7A示出了热补偿阵列波导光栅的另一种实施方式。整体式平面光波导器件600附接至基底602。平面光波导器件600具有热补偿阵列波导光栅604，所述热补偿阵列波导光栅604包括附接至阵列波导光栅604的第一反射镜组件606和附接至基底602的第二反射镜组件608。反射镜组件606、608包括具有反射表面的反射镜，所述反射镜作为折叠波导610、612的一部分。外部光学波导614、616为具有网络或者其它部件的平面光波导器件提供光学传输。基底602包括致动器622、622’，所述致动器622、622’可选地通过螺纹和螺母620而固定至所述基底。基底602还具有第一颈部626和第二颈部628。孔630均毗连于第一颈部和第二颈部，并且限定每个颈部的至少一侧，孔631毗连于颈部626。致动器622、622’包括热响应材料；所述致动器可具有相同或者不同的材料。致动器622、622’中的一个或二者可以在压缩时安装，基底部分644、646被迫分开；因此，元件644、646将被偏置以朝向彼此收缩。但是，另一种选择，在收缩下提供修正的致动器可以均固定至644和646，以在收缩下提供力使644和646朝向彼此运动。
随着温度变化，致动器622、622’如箭头A所示地膨胀或收缩。该运动引起反射镜组件608旋转，如箭头B所示。颈部626、628提供了相对较小的横截面区域，致动器所产生的力作用在所述横截面上。尤其是阵列波导光栅604和折叠平板波导612的紧凑尺寸，允许了反射镜组件608中的反射镜的较小旋转，以提供热修正。来自致动器622、622’的膨胀/收缩的力通过基底602而分散，但是也被颈部所集中，以使得随温度而实现平滑和预期的改变。校正螺栓640、642用于校正以设定距离。
热补偿阵列波导光栅可装备多个致动器，其中的一个致动器的热膨胀系数要大于另一个致动器的热膨胀系数，例如从大于大约5%至300%；技术人员应容易理解，在精确规定范围内的范围和数值都是可以想象出的，例如至少大约5%或者从大约10%至大约50%。其中的至少一个致动器相比于另一个致动器具有不同的机械优势，以使得在它们之间，反射镜随致动器膨胀而旋转的比率不同。致动器可协作，使得其中一个致动器在第一温度范围内主导提供选择的热修正，而另一个致动器在第二温度范围内主导提供选择的热修正，所述温度范围彼此不同。例如，第一致动器可以为相对于室温（大约20℃）的温度增加而提供选择的热修正，而第二致动器可以为相对于室温（大约20℃）的温度降低而提供选择的热修正。
因此，例如，图7A的热补偿阵列波导光栅604可以装备致动器622、622’，所述致动器622、622’在不同的温度范围内操作。图7A示出了双重致动器热补偿的操作的示意图。一般来说，致动器622和622’可以设计成具有相同的热膨胀系数，但是由于相对于枢转点的杠杆臂不同，所述致动器可以随不同的热响应而操作。温度T0是两个致动器的控制之间的热响应过渡温度。图7B的图（b）示出在校正温度T0（例如室温）时，系统处于中立位置。随着温度从校正温度下降，致动器622、622’均收缩，使得基底部分646a、644a相互靠近。由于杠杆臂不同，只有控制器622b在该温度范围内控制反射镜的枢转。因此，由棒622b的收缩所决定，反射镜组件608在顺时针方向上枢转。当温度增加超过T0，两个致动器均膨胀。由于杠杆臂不同，致动器622b’控制反射镜608的运动，如图7B的图（c）中接合644a的棒622b’所示的。622b’的膨胀在逆时针方向上枢转反射镜组件608。因此，独立的致动器臂在不同的温度范围内控制反射镜的运动：622b在T<T0的范围内控制，而622b’在T>T0的范围内控制。
图8是热补偿阵列波导光栅的模型的图示700，其具有如本文所述的热枢转反射镜和折叠的平板波导。横坐标是摄氏温度。纵坐标是所述组件提供的理想传输条件的偏差，并且表示成，例如ITU偏移的皮米量。ITU代表国际电信联盟，其提供用于密集波分复用的理想波长网格的标准。可接收的ITU-偏移绝对值取决于应用例。因此，某些应用例可以容许ITU的不超过50pm的绝对值，在某些实施方式中，不超过大约20pm或大约30pm。曲线702是用单个致动器520修正的阵列波导光栅504的理论预测偏移。该阵列波导光栅被调整至20℃（曲线的最低处）；所述阵列波导光栅有效地被进行热补偿，在-40至80℃范围内，与理想的偏差范围为0至大约35ITU pm。通过调整阵列波导光栅，可以如想要的移动曲线的最低处，可以在其它范围内获得其它偏差。曲线704是阵列波导光栅604的理论预测偏移，并且是曲线706、708的组合，示出了在双重致动器系统所获得的控制。曲线706示出了由第一致动器622’响应于温度增加而修正的阵列波导光栅，而曲线708示出了由第二致动器622响应于温度降低而修正的阵列波导光栅。曲线706、708可以随所示的参考温度而调整，或者该曲线可以基于可替代的参考温度而改变。
在某些实施方式中，令人满意的可以是，在单个芯片上整合两个或多个阵列波导光栅，以利用平面光波导器件技术的强大能力，从而在单个芯片上集成多个光学部件。图9示出了具有两个阵列波导光栅的代表性平面光波导器件芯片。具体地，芯片740包括第一阵列波导光栅742、第二阵列波导光栅744和光学转换元件746，以提供例如可重构的分插复用功能。第一阵列波导光栅742包括第一折叠的平板波导750、第二折叠的平板波导752和波导阵列754，并且第二阵列波导光栅744包括第一折叠的平板波导760、第二折叠的平板波导762和波导阵列764。每个折叠的平板波导750、752、760、762都与合适的反射镜结合，所述反射镜可能枢转或不枢转以提供温度补偿操作。在某些实施方式中，与每个阵列波导光栅结合的至少一个反射镜进行枢转以提供热补偿。光学转换元件746的精确设计与本讨论无关，并且能够由本领域的技术人员所选择，以完成装置的特定目标。但是，每个阵列波导光栅的热补偿提供每个阵列波导光栅的中心波长的调整，通过在每个阵列波导光栅中独立地偏移所谓的反射角，以提供整个装置所想要的减少的误差。在单个芯片上放置两个调整的阵列波导光栅的能力，提供了实质的尺寸减小和用于多阵列波导光栅电路的芯片包装密度。
一般而言，一个或多个致动器可以因此操作地联接基底的第一部分和第二部分。基底的一个部分具有反射镜，该反射镜参与平面光波导器件中，所述平面光波导器件在基底的另一部分直接形成。或者，该平面光波导器件是安装至基底的另一部分的结构中的一部分。可以通过粘合剂、螺纹或者其它方便的装置而固定。所述部分可被致动器或者其它结构所偏置。致动器的运动使基底部分相对于彼此而运动，从而枢转反射镜。该枢转运动提供热修正。
使用化学气相沉积及其变异、火焰水解、或者其它合适的沉积方法，可以将用于形成平面光波导器件的材料沉积于衬底上。合适的衬底包括，例如，能够合适地容许更高的加工温度的材料，诸如硅、陶瓷，诸如硅石或矾土或类似物。在某些实施方式中，可以引入合适的二氧化硅前体，并且可以涂上硅石玻璃以提供所想要的折射指数和加工特性。可以用光刻法或者其它合适的绘制技术来进行绘制。例如，Zhong等人的美国专利7160746（在此作为引用并入本文）中，专利名为“GEBPSG Top Clad for Planar LightwaveCircuit”，描述了涂有Ge、P和B的硅石玻璃的形成，其基于等离子增强化学气相沉积（PECVD），作为平面光波导器件的顶部覆层而使用。相似地，例如在Zhong等人的美国专利6615615（在此作为引用并入本文）中，专利名为“GEPSG Core for a Planar Lightwave Circuit”，描述了用于光学平面波导的核心（core）的形成。用于形成合适的波导阵列的参数在本领域中是已知的。
热补偿阵列波导光栅是网络的一部分。光学网络可以包括：网络连接、多个的用户光学服务连接、以及解复用/复用结构（例如阵列波导光栅），所述解复用/复用结构光学地连接所述网络连接和所述多个的用户光学服务连接。所述网络连接包括一个或多个通用的光学连接。所述通用的光学连接通常光学地连接至通用通道，所述通用通道在网络上传递多个波长光学信号，其在某些实施方式中能够涉及显著的距离。在某些实施方式中，所述用户光学连接可以包括单独连接，所述单独连接与来自用户的输入和输出信号相关联，尽管输出信号可以是宽频信号，以使得复用操作为使用者而选择合适的传输波长。
一般而言，本文所描述的解复用/复用结构可以有效地作为被动光学网络（PON）的部件而使用，例如在网络中的支路处（诸如在网络的终端）提供接口。在被动光学网络中，被动光学部件在总机（Central Office）与终端点（在用户/消费者前提下）之间提供交通路线。通常，网络可以提供一个或多个声音、视频和数据服务，所述服务可以由多个服务提供者所提供。例如，光学网络可以用于宽频带因特网服务的传输，所述宽频带因特网服务由因特网服务供应者所提供。但是，本文所描述的所述解复用/复用结构，除了（或者作为替代选择）提供与直接的用户/消费者通道的接口，还可以用于连接可替换的网络支路部分。在直接的接口提供至用户连接的实施方式中，所述用户连接可以直接地或者间接地连接至合适的发射器和接收器，所述发射器和接收器分别发生或者终止信号。
平面光波导器件为光学传输部件提供方便的、易于集成的、以及紧凑的版式。阵列波导光栅（AWG）在平面光波导器件版式中提供解复用/复用功能。所述平面的阵列波导光栅结构可以与额外的平面装置结合，和/或与合适的外部光学元件通过界面连接，以将所想要的集成提供到网络中。
上述实施方式旨在进行说明而非用于限制本发明。额外的实施方式在权利要求书中。此外，尽管参考特定实施方式对本发明进行描述，但是本领域的技术人员应明白，在不超出本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的改变。任何作为参考并入是限制性的，以使得所并入的主题不与本文的详述公开矛盾。

Claims (31)

1.一种平面光波导器件，包括：
组合的信号波导；
一组分散的信号波导；
第一平板波导；
光学地连接至所述第一平板波导的第一反射镜；
支撑所述第一反射镜的反射镜组件；
波导阵列；以及
第二平板波导，
其中，所述波导阵列光学地连接所述第一平板波导与所述第二平板波导，以提供阵列波导光栅，其中，所述组合的信号波导或者该组分散的信号波导在入口边缘处光学地连接至所述第一平板波导，并且该组合的信号波导或者该组分散的信号波导二者中的另一个光学地连接至所述第二平板波导，其中，阵列边缘将波导阵列与所述组合的信号波导或该组分散的信号波导的合适元件连接起来，通过提供从第一反射镜至阵列边缘的光学反射，对从入口边缘穿过所述第一平板波导的光路进行折叠，其中，从所述第一反射镜反射的结构的反射角度不超过大约80度，并且相比于从所述波导阵列至所述反射镜的光路距离，从入口边缘至所述反射镜的光路距离的比率为大约0.5至2，并且其中，所述第一反射镜组件包括致动器，所述致动器响应于温度变化而使所述第一反射镜枢转，以改变所述反射角度，从而在选择的温度范围内，有效地为穿过所述波导阵列的光的传输提供热补偿。
2.如权利要求1所述的平面光波导器件，其中，所述第一反射镜绕布置在所述反射镜组件中的枢转点而枢转。
3.如权利要求1或2所述的平面光波导器件，其中，所述反射镜组件包括，固定至所述第一反射镜的底座、固定至所述底座的具有第一热膨胀系数的第一致动器、以及固定至所述底座的具有第二热膨胀系数的第二致动器，其中，响应于温度变化，所述第一和第二致动器之间的长度变化不同，使所述底座移动而改变所述角度。
4.如权利要求1-2中任一项所述的平面光波导器件，其中，所述阵列波导光栅安装在基底上，所述反射镜组件安装在所述基底上，并且所述致动器附接至所述基底，从而所述致动器的长度变化使所述基底或所述基底的一部分运动，并且使所述反射镜组件枢转，以提供有效的光传输热补偿。
5.如权利要求1-2中任一项所述的平面光波导器件，其中，所述反射镜组件包括：
第一致动器，按照第一热膨胀系数膨胀，以枢转所述反射镜或其它反射表面，从而在高于参考值的第一连续温度范围内，为穿过所述阵列波导光栅的光的传输提供有效的热补偿；以及
第二致动器，按照第一热膨胀系数收缩，以枢转所述反射镜或其它反射表面，从而在低于参考值的第二连续温度范围内，为穿过所述阵列波导光栅的光的传输提供有效的热补偿。
6.如权利要求5所述的平面光波导器件，其中，所述阵列波导光栅安装在基底上，所述反射镜组件安装在所述基底上，并且所述第一致动器和第二致动器安装在所述基底上。
7.如权利要求1-6中任一项所述的平面光波导器件，其中，所述波导在单个的整体式的元件中，所述元件包括光学玻璃和所述反射镜组件，或者多个所述反射镜组件通过连接支柱而固定至所述整体式的元件。
8.如权利要求1-7中任一项所述的平面光波导器件，其中，所述反射角度在从大约3度至大约70度的范围内。
9.如权利要求1-8中任一项所述的平面光波导器件，其中，相比于从所述波导阵列至所述反射镜的光路距离，从所述入口边缘至所述反射镜的光路距离的比率在大约0.75至大约1.5的范围内。
10.如权利要求1-9中任一项所述的平面光波导器件，其中，所述组合的信号波导在所述入口边缘处光学地连接至所述第一平板波导。
11.如权利要求1-10中任一项所述的平面光波导器件，其中，所述分散的信号波导在所述入口边缘处光学地连接至所述第一平板波导。
12.如权利要求1-11中任一项所述的平面光波导器件，其中，所述第二平板波导包括可运动的第二反射镜，并且所述第一反射镜和第二反射镜的热响应运动共同地提供穿过所述平面光波导器件的光的传输的热补偿。
13.如权利要求12所述的平面光波导器件，进一步包括壳体，所述壳体的占用面积在大约5000nm2至500mm2之间，其中，所述平面光波导器件在大约1250nm至大约1650nm的波长范围内提供操作，并且所述壳体露出光学连接器，所述光学连接器提供直接或间接的光学连接至光纤，所述光纤与组合的光学信号和分散的光学信号有关。
14.如权利要求12所述的平面光波导器件，其中，所述组合的信号波导和所述分散的信号波导在共同的边缘交互连接。
15.如权利要求1-14中任一项所述的平面光波导器件，其中，所述致动器包括一种或多种的铝、黄铜、青铜、铬、铜、金、铁、镁、镍、钯、铂、银、不锈钢、锡、钛、钨、锌、锆、哈氏合金、可伐金属、殷钢、莫乃尔合金、以及铬镍铁合金。
16.一种用于在选择的温度范围内调整有效热补偿的光电路的方法，包括：
提供如权利要求1-15中任一项所述的平面光波导器件，以及为所述的平面光波导器件提供包装；
在参考温度下调整所述致动器，以提供穿过阵列波导光栅的中心突发波长的排列；以及
在调整所述致动器之后，密封所述包装，以封闭所述热补偿的光电路。
17.一种平面光波导器件，包括：
组合的信号波导；
一组分散的信号波导；
第一平板波导，包括第一入口边缘和第一阵列边缘；
第一反射镜，光学地连接至所述第一平板波导；
第二平板波导，包括第二入口边缘和第二阵列边缘；
第二反射镜，光学地连接至所述第二平板波导；以及
波导阵列，光学地通过相应的阵列边缘而将第一平板波导连接至第二平板波导，
其中，每个平板波导在相应的入口边缘与相应的阵列边缘之间都具有折叠的光路，以不超过80度的角度从所述反射镜反射，相比于从所述阵列边缘至反射镜，从入口边缘至反射镜的距离的比率为大约0.5至2。
18.如权利要求17所述的平面光波导器件，进一步包括支撑所述第一反射镜的反射镜组件，所述组件包括致动器，所述致动器响应于温度变化而枢转第一反射镜，以改变所述角度，从而在选择的温度范围内，为穿过所述波导阵列的光的传输提供有效的温度补偿。
19.如权利要求17或18所述的平面光波导器件，进一步包括支撑所述第二反射镜的反射镜组件，所述组件包括致动器，所述致动器响应于温度变化而枢转第二反射镜，以改变所述角度，从而在选择的温度范围内，为穿过所述波导阵列的光的传输提供有效的温度补偿。
20.如权利要求17所述的平面光波导器件，进一步包括：支撑所述第一反射镜的第一反射镜组件，所述组件包括致动器，所述致动器响应于温度变化而枢转第一反射镜；以及包括，支撑所述第二反射镜的第二反射镜组件，所述组件包括致动器，所述致动器响应于温度变化而枢转第二反射镜；其中，所述第一反射镜组件与第二反射镜组件协作以修正光路，从而在选择的温度范围内，为穿过所述波导阵列的光的传输提供有效的温度补偿。
21.如权利要求17-20中任一项所述的平面光波导器件，其中，所述组合的信号波导和所述分散的信号波导在共同的边缘交互连接。
22.如权利要求17-21中任一项所述的平面光波导器件，其中，相应的入口边缘与阵列边缘是所述平板波导的共同平面边缘的部分。
23.一种光学装置，包括：
如权利要求17-22中任一项所述的平面光波导器件，以及提供与所述平面光波导器件光学地连接的壳体。
24.如权利要求23所述光学装置，进一步包括与平面光波导器件通过界面连接的光学连接器，该光学连接器在光纤与单独的所述组合的信号波导及所述分散的信号波导之间提供可释放的所选择的光学耦合。
25.如权利要求23所述光学装置，进一步包括固定的光学连接器，用于提供光纤与每个波导之间的固定光学连接，其中，光纤从穿过壳体的开口经过。
26.一种平面光波导器件，包括：
组合的信号波导；
一组分散的信号波导；
第一平板波导；
光学地连接至所述第一平板波导的第一反射镜；
支撑所述第一反射镜的反射镜组件；
波导阵列；以及
第二平板波导，
其中，所述波导阵列光学地连接所述第一平板波导与所述第二平板波导，以提供阵列波导光栅，其中，所述组合的信号波导或者该组分散的信号波导在入口边缘处光学地连接至所述第一平板波导，并且所述组合的信号波导或者该组分散的信号波导二者中的另一个光学地连接至所述第二平板波导，其中，阵列边缘将波导阵列与所述组合的信号波导或该组分散的信号波导的合适元件连接起来，通过提供从第一反射镜至阵列边缘的光学反射，对从入口边缘穿过所述第一平板波导的光路进行折叠，其中，从所述第一反射镜反射的结构的反射角度不超过大约80度，并且相比于从所述波导阵列至所述反射镜的光路距离，从入口边缘至所述反射镜的光路距离的比率为大约0.5至2，并且其中，所述反射镜组件包括手动调整的致动器，所述致动器通过调整中心波长，使所述中心波长以选定温度穿过该组合的信号波导和分散的信号波导之间，从而设定阵列波导光栅的波长响应。
27.如权利要求26所述的平面光波导器件，其中，所述反射角度在大约3度至70度的范围内。
28.如权利要求26-27中任一项所述的平面光波导器件，其中，相比于从所述波导阵列至所述反射镜的光路距离，从所述入口边缘至所述反射镜的光路距离的比率在大约0.75至大约1.5的范围内。
29.如权利要求26-28中任一项所述的平面光波导器件，其中，所述组合的信号波导在所述入口边缘处光学地连接至所述第一平板波导。
30.如权利要求26-29中任一项所述的平面光波导器件，其中，所述分散的信号波导在所述入口边缘处光学地连接至所述第一平板波导。
31.如权利要求26-30中任一项所述的平面光波导器件，其中，所述阵列波导光栅安装于基底上，所述反射镜组件安装于所述基底上，并且所述致动器安装于所述基底上。
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