CN108345065A - 光信号处理装置以及制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光信号处理装置以及制备方法，属于光通信领域。该光信号处理装置包括：上下贴合的第一PLC芯片和第二PLC芯片；第一PLC芯片中设置有第一光芯片，第一光芯片的输入端与形成在第一PLC芯片内部的第一输入光波导的输出端耦合，第一光芯片的输出端与形成在第一PLC芯片内部的第一输出光波导的输入端耦合；第二PLC芯片中设置有第二光芯片，第二光芯片的输入端与形成在第二PLC芯片内部的第二输入光波导的输出端耦合，第二光芯片的输出端与形成在第二PLC芯片内部的第二输出光波导的输入端耦合；本申请解决了在将两束相互正交的偏振光输入同一PLC芯片中时，PLC芯片中存在大规模的交叉矩阵，传输损耗较高的问题；降低了PLC芯片的传输损耗。

Description

光信号处理装置以及制备方法

技术领域

本申请涉及光通信领域，特别涉及一种光信号处理装置以及制备方法。

背景技术

在基于光互联的光通信系统中，为了使得光通信系统具有更高的传输能力，可以通过偏振复用(Polarization Division Multiplexing，PDM)技术对光信号进行处理，从而实现对光通信系统的扩容。PDM技术是指利用光的偏振维度，在同一波长信道中，通过光信号的两个相互正交的偏振信号同时传输两路独立数据，从而使得系统总容量和频谱利用率加倍的技术。

相关技术中，光通信系统通过光信号处理装置使用PDM技术对光信号进行处理。如图1所示，一种典型的光信号处理系统包括：第一光纤器件11、第二光纤器件12、偏振分离器件13、平面光波导(Planar Lightwave Circuit，PLC)芯片14、核心光芯片15和偏振合束器件16。其中，第一光纤器件11与偏振分离器件13相连、第二光纤器件12与偏振合束器件16相连；偏振分离器件13与偏振合束器件16均与PLC芯片14相连、核心光芯片15安装在PLC芯片14中，该PLC芯片14中部署有单层的传输波导，核心光芯片15集成有第一光芯片151和第二光芯片152，该第一光芯片151和第二光芯片152均用于处理光信号，通常第一光芯片151和第二光芯片152的功能和型号相同。

在通过图1所示的光信号处理系统对光信号处理时，第一光纤器件11将光信号传输至偏振分离器件13；由偏振分离器件13将该光信号分离为相互正交的第一偏振信号和第二偏振信号；将第一偏振信号和第二偏振信号输入PLC芯片14中；由PLC芯片14将第一偏振信号输入核心光芯片15的第一光芯片151中，将第二偏振信号输入核心光芯片15的第二光芯片152中；核心光芯片15将处理后的第一偏振信号和第二偏振信号输出至PLC芯片14中；PLC芯片14将处理后的第一偏振信号和第二偏振信号输入偏振合束器件16，由偏振合束器件16将相互正交的两束处理后的偏振信号进行合束，得到处理后的光信号；由第二光纤器件12传输该处理后的光信号。

由于PLC芯片将第一偏振信号和第二偏振信号交叉传输至核心光芯片中，因此，当PLC芯片在同一时间传输来自多个光信号的偏振信号时，此时，PLC芯片中会存在大规模的交叉矩阵17，PLC芯片的传输损耗较高。

发明内容

为了解决由于光信号处理装置将两束相互正交的偏振光输入同一PLC芯片中，导致的PLC芯片中存在大规模的交叉矩阵，传输损耗较高的问题，本申请实施例提供了一种光信号处理装置以及制备方法。

第一方面，提供了一种光信号处理装置，该装置包括：上下贴合的第一PLC芯片和第二PLC芯片；第一PLC芯片中设置有第一光芯片，第一光芯片的输入端与形成在第一PLC芯片内部的第一输入光波导的输出端耦合，第一光芯片的输出端与形成在第一PLC芯片内部的第一输出光波导的输入端耦合；第二PLC芯片中设置有第二光芯片，第二光芯片的输入端与形成在第二PLC芯片内部的第二输入光波导的输出端耦合，第二光芯片的输出端与形成在第二PLC芯片内部的第二输出光波导的输入端耦合；第一输入光波导的输入端和第二输入光波导的输入端上下相邻，第一输出光波导的输出端和第二输出光波导的输出端上下相邻。

通过设置上下贴合的第一PLC芯片和第二PLC芯片；在第一PLC芯片中设置第一光芯片，在第二PLC芯片中设置第二光芯片；使得光信号处理装置可以将两束相互正交的偏振光在垂直方向输入上下两层不同的PLC芯片中，通过位于上下两层的每个PLC芯片中的光芯片对偏振光进行处理；由于两束相互正交的偏振光在PLC芯片外部已被分离，且上下两层中的每个PLC芯片仅传输两束相互正交的偏振光中的一束偏振光，从而避免了PLC芯片出现大规模交叉矩阵的现象，降低了制造成本、设计成本以及PLC芯片的传输损耗。

可选地，第一输入光波导的输入端和第二输入光波导的输入端上下相邻是指：第一输入光波导的输入端位于第二输入光波导的输入端的正上方；第一输出光波导的输出端和第二输出光波导的输出端上下相邻是指：第一输出光波导的输出端位于第二输出光波导的输出端的正上方。

通过将第一输入光波导的输入端设置在第二输入光波导的输入端的正上方；将第一输出光波导的输出端设置在第二输出光波导的输出端的正上方，使得光分束器件可以将源信号分成垂直方向上的两束光信号，分束的方向比较容易调节，相应地，合束器件的合束的方向也比较容易调节，降低了光分束器件和光合束器件的耦合难度。

可选地，经过第一PLC芯片和第一光芯片的第一光信号的光程，与经过第二PLC芯片和第二光芯片的第二光信号的光程相等。

通过控制经过第一PLC芯片和第一光芯片的第一光信号的光程，与经过第二PLC芯片和第二光芯片的第二光信号的光程相等，保证了第一PLC芯片和第二PLC芯片同时输出两路光信号，避免了光信号处理装置在处理光信号时，产生差分群时延(Differential GroupDelay，DGD)的问题；实现了DGD的完全补偿。

可选地，为了保证经过第一PLC芯片和第一光芯片的第一光信号的光程，与经过第二PLC芯片和第二光芯片的第二光信号的光程相等，当第一光芯片和第二光芯片是相同的光芯片时，第一PLC芯片中的第一输入光波导与第一输出光波导的第一长度之和，与第二PLC芯片中的第二输入光波导与第二输出光波导的第二长度之和在皮秒量级光程误差范围内相等。

可选地，第一PLC芯片上形成有第一凹槽，第一光芯片通过镶嵌或粘合的方式组装在第一PLC芯片的第一凹槽中；第二PLC芯片上形成有第二凹槽，第二光芯片通过镶嵌或粘合的方式组装在第二PLC芯片的第二凹槽中。

通过在第一PLC芯片上设置第一凹槽，在第二PLC芯片上设置第二凹槽，使得PLC芯片与光芯片之间可以通过无源耦合的方式进行耦合，无需有源器件对准光芯片，即可使得光芯片接收到光信号，简化了光信号处理装置的内部结构，降低了光信号处理装置的制作成本。

可选地，第一PLC芯片与第二PLC芯片之间通过卡合和/或粘合的方式上下贴合。

可选地，上下贴合是第一PLC芯片的下表面与第二PLC芯片的上表面贴合；或者，上下贴合是第一PLC芯片的上表面与第二PLC芯片的上表面贴合；或者，上下贴合是第一PLC芯片的下表面与第二PLC芯片的下表面贴合。

可选地，第一输入光波导的输入端形成有输入端的芯径大于输出端的芯径的第一波导段，第一波导段用于将第一输入光信号从第一模斑直径转换为第二模斑直径，第一输出光波导的输出端形成有输入端的芯径小于输出端的芯径的第二波导段，第二波导段用于将第一输出光信号从第二模斑直径转换为第一模斑直径；第二输入光波导的输入端形成有输入端的芯径大于输出端的芯径的第三波导段，第三波导段用于将第二输入光信号从第三模斑直径转换为第四模斑直径，第二输出光波导的输出端形成有输入端的芯径小于输出端的芯径的第四波导段，第四波导段用于将第二输出光信号从第四模斑直径转换为第三模斑直径；其中，第二模斑直径是第一光芯片的模斑直径，第四模斑直径是第二光芯片的模斑直径。

通过在PLC芯片内设置芯径渐变的波导段，使得光信号处理装置可以在PLC芯片内进行模斑转换，而不需要在PLC芯片之外通过光纤焊接等方式进行模斑转换，降低了光信号处理装置进行模斑转换的难度。

可选地，该装置还包括：光分束器件和光合束器件；光分束器件包括光信号输入端、第一分束输出端和第二分束输出端，第一分束输出端与第一输入光波导的输入端耦合，第二分束输出端与第二输入光波导的输入端耦合；光合束器件包括第一合束输入端、第二合束输入端和光信号输出端，第一合束输入端与第一输出光波导的输出端耦合，第二合束输入端与第二输出光波导的输出端耦合。

通过由光分束器件将输入光纤输入的光信号分束成多束光信号，将不同的光信号输入到不同的PLC芯片中，使得第一PLC芯片和第二PLC芯片可以分别传输一束光信号，避免了第一PLC芯片或第二PLC芯片传输多束光信号时，存在大规模的交叉矩阵，传输损耗较高的问题；降低了第一PLC芯片和第二PLC芯片的传输损耗。

可选地，该装置还包括：输入光纤和输出光纤；输入光纤与光分束器件的光信号输入端耦合；输出光纤与光合束器件的光信号输出端耦合。

可选地，光分束器是光纤型光分束器，第一分束输出端通过第一光纤焊接段与第一输入光波导的输入端耦合，第一光纤焊接段用于将第一输入光信号从第一模斑直径转换为第二模斑直径；第一合束输入端通过第二光纤焊接段与第一输出光波导的输出端耦合，第二光纤焊接段用于将第一输出光信号从第二模斑直径转换为第一模斑直径；第二分束输出端通过第三光纤焊接段与第二输入光波导的输入端耦合，第三光纤焊接段用于将第二输入光信号从第三模斑直径转换为第四模斑直径；第二合束输入端通过第四光纤焊接段与第二输出光波导的输出端耦合，第四光纤焊接段用于将第二输出光信号从第四模斑直径转换为第三模斑直径；其中，第一模斑直径是第一分束输出端和第一合束输入端的模斑直径，第三模斑直径是第二分束输出端和第二合束输入端的模斑直径，第二模斑直径是第一光芯片的模斑直径，第四模斑直径是第二光芯片的模斑直径。

通过在PLC芯片之外进行模斑转换，降低了制作PLC芯片中的传输波导的难度。

可选地，第一分束输出端通过第一透镜与第一输入光波导的输入端耦合，第一透镜用于将第一输入光信号从第一模斑直径转换为第二模斑直径；第一合束输入端通过第二透镜与第一输出光波导的输出端耦合，第二透镜用于将第一输出光信号从第二模斑直径转换为第一模斑直径；第二分束输出端通过第三透镜与第二输入光波导的输入端耦合，第三透镜用于将第二输入光信号从第三模斑直径转换为第四模斑直径；第二合束输入端通过第四透镜与第二输出光波导的输出端耦合，第四透镜用于将第二输出光信号从第四模斑直径转换为第三模斑直径；其中，第一模斑直径是第一分束输出端和第一合束输入端的模斑直径，第三模斑直径是第二分束输出端和第二合束输入端的模斑直径，第二模斑直径是第一光芯片的模斑直径，第四模斑直径是第二光芯片的模斑直径。

可选地，第一光芯片是处理横电波TE模的输入光信号的芯片，第一分束输出端和第一合束输入端传输的光信号是横磁波TM模的光信号，第一分束输出端通过模式转换器件与第一输入光波导的输入端耦合，第一合束输入端通过模式转换器件与第一输出光波导的输出端耦合；或者，第一光芯片是处理TM模的输入光信号的芯片，第一分束输出端和第一合束输入端传输的光信号是TE模的光信号，第一分束输出端通过模式转换器件与第一输入光波导的输入端耦合，第一合束输入端通过模式转换器件与第一输出光波导的输出端耦合；第二光芯片是处理TE模的输入光信号的芯片，第二分束输出端和第二合束输入端传输的光信号是TM模的光信号，第二分束输出端通过模式转换器件与第二输入光波导的输入端耦合，第二合束输入端通过模式转换器件与第二输出光波导的输出端耦合；或者，第二光芯片是处理TM模的输入光信号的芯片，第二分束输出端和第二合束输入端传输的光信号是TE模的光信号，第二分束输出端通过模式转换器件与第二输入光波导的输入端耦合，第二合束输入端通过模式转换器件与第二输出光波导的输出端耦合。

通过在光分束器与PLC芯片之前设置模式转换器件，在光合束器与PLC芯片之前设置模式转换器件，保证了PLC芯片中的光芯片能够对PLC芯片输入的光信号进行处理，从而保证了光信号处理装置的正常运行。

可选地，光分束器件为偏振分束器、模分复用器、光环形器中的至少一种；光合束器件为偏振合束器、模分解复用器、光环形器中的至少一种。

可选地，第一光芯片和第二光芯片的芯片类型是激光器、光交换芯片、光放大芯片和光接收芯片中的至少一种。

第二方面，提供了一种光信号处理装置的制备方法，该方法包括：制备第一平面光波导PLC芯片和第二PLC芯片；在第一PLC芯片中安装第一光芯片，第一光芯片与第一PLC芯片耦合连接；在第二PLC芯片中安装第二光芯片，第二光芯片与第二PLC芯片耦合连接；将第一PLC芯片和第二PLC芯片上下贴合，得到光信号处理装置。

通过分别制备第一PLC芯片和第二PLC芯片；在第一PLC芯片中安装第一光芯片，在第二PLC芯片中安装第二光芯片；使得制备出的光信号处理装置可以在不同的PLC芯片中处理来自同一源信号的不同光信号，避免了在同一PLC芯片中处理该不同的光信号时，在PLC芯片中产生大规模交叉矩阵的问题；降低了光信号处理装置中的PLC芯片的传输损耗。

可选地，耦合连接的方式包括光栅耦合、倏逝波耦合和端面耦合中的一种。

可选地，制备第一PLC芯片和第二PLC芯片，包括：制备PLC芯片的基底，PLC芯片为第一PLC芯片或第二PLC芯片；在基底之上通过蒸镀工艺制备截止层；在截止层之上通过蒸镀工艺制备下覆盖层；在下覆盖层之上通过离子注入和/或刻蚀工艺制备传输光波导；在传输波导之上通过蒸镀工艺制备上覆盖层，得到PLC芯片。

可选地，在下覆盖层之上通过离子注入和/或刻蚀工艺制备传输光波导，包括：通过离子注入和/或刻蚀工艺制备沿传输方向芯径渐变的传输光波导。

可选地，在第一PLC芯片中安装第一光芯片，包括：通过挖槽、刻蚀或切片工艺在第一PLC芯片中设置第一凹槽；将第一光芯片通过镶嵌或粘合的方式组装在第一凹槽中；在第二PLC芯片中安装第二光芯片，包括：通过挖槽、刻蚀或切片工艺在第二PLC芯片中设置第二凹槽；将第二光芯片通过镶嵌或粘合的方式组装在第二凹槽中。

可选地，将第一PLC芯片和第二PLC芯片上下贴合，得到光信号处理装置，包括：在第一PLC芯片和第二PLC芯片上设置互相匹配的卡槽，第一PLC芯片和第二PLC芯片通过卡槽上下卡合；和/或，在第一PLC芯片和/或第二PLC芯片上设置标记，第一PLC芯片和第二PLC芯片通过标记上下粘合。

可选地，将第一PLC芯片和第二PLC芯片上下贴合之后，还包括：将光分束器件通过光纤阵列或微透镜阵列与第一PLC芯片和第二PLC芯片进行组装；将光合束器件通过光纤阵列或微透镜阵列与第一PLC芯片和第二PLC芯片进行组装，得到光信号处理装置。

通过将光分束器件、光合束器件与第一PLC芯片和第二PLC芯片组装在一起，保证了第一PLC芯片和第二PLC芯片能够接收到来自同一源信号的不同的光信号，从而降低了光信号处理装置中的PLC芯片的传输损耗。

附图说明

图1是相关技术提供的光信号处理装置的结构示意图；

图2是本申请一个示例性实施例提供的光信号处理装置的结构示意图；

图3是本申请另一个示例性实施例提供的光信号处理装置的结构示意图；

图4是本申请一个示例性实施例提供的第一PLC芯片和第二PLC芯片通过卡合的方式上下贴合的示意图；

图5是本申请一个示例性实施例提供的第一PLC芯片和第二PLC芯片的侧视图；

图6是本申请一个示例性实施例提供的第一PLC芯片和第二PLC芯片的侧视图；

图7是本申请一个示例性实施例提供的第一PLC芯片和第二PLC芯片的侧视图；

图8是本申请一个示例性实施例提供的第一PLC芯片和第二PLC芯片的侧视图；

图9是本申请一个示例性实施例提供的第一输入光波导中的输入端的芯径大于输出端的芯径的第一波导段的示意图；

图10是本申请一个示例性实施例提供的光纤型光分束器和光纤型光合束器与PLC芯片相连的俯视图；

图11是本申请一个示例性实施例提供的第一分束输出端通过第一光纤焊接段与第一输入光波导的输入端耦合的示意图；

图12是本申请一个示例性实施例提供的光信号处理装置安装有模式转换器件和位相补偿器件时的侧视图；

图13是本申请一个示例性实施例提供的光信号处理装置的制备方法的流程图；

图14是本申请一个示例性实施例提供的制备第一PLC芯片和第二PLC芯片的流程图；

图15是本申请另一个示例性实施例提供的光信号处理装置的制备方法的流程图。

具体实施方式

本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

请参考图2，其示出了本申请一个示例性实施例提供的光信号处理装置的结构示意图。光信号处理装置包括：上下贴合的第一PLC芯片210和第二PLC芯片220；

第一PLC芯片210中设置有第一光芯片230，第一光芯片230的输入端与形成在第一PLC芯片210内部的第一输入光波导211的输出端耦合，第一光芯片230的输出端与形成在第一PLC芯片210内部的第一输出光波导212的输入端耦合；

第二PLC芯片220中设置有第二光芯片240，第二光芯片240的输入端与形成在第二PLC芯片220内部的第二输入光波导221的输出端耦合，第二光芯片240的输出端与形成在第二PLC芯片220内部的第二输出光波导222的输入端耦合；

第一输入光波导211的输入端和第二输入光波导221的输入端上下相邻，第一输出光波导212的输出端和第二输出光波导222的输出端上下相邻。

综上所述，本实施例提供的光信号处理装置，通过设置上下贴合的第一PLC芯片和第二PLC芯片；在第一PLC芯片中设置第一光芯片，在第二PLC芯片中设置第二光芯片；使得光信号处理装置可以将两束相互正交的偏振光在垂直方向输入上下两层不同的PLC芯片中，通过位于上下两层的每个PLC芯片中的光芯片对偏振光进行处理，解决了光信号处理装置将两束相互正交的偏振光输入同一PLC芯片中，该PLC芯片将两束偏振光交叉传输至两个光芯片中，导致的PLC芯片中存在大规模的交叉矩阵，传输损耗较高的问题；由于两束相互正交的偏振光在PLC芯片外部已被分离，且上下两层中的每个PLC芯片仅传输两束相互正交的偏振光中的一束偏振光，避免了PLC芯片出现大规模交叉矩阵的现象，降低了制造成本、设计成本以及PLC芯片的传输损耗。

可选地，本实施例以第一光芯片230与第二光芯片240在垂直方向上错开为例进行说明，在实际实现时，第一光芯片230与第二光芯片240在垂直方向上可以完全重合或部分重合，本实施例对此不作限定。

可选地，请参考图3，其示出了本申请另一个示例性实施例提供的光信号处理装置的结构示意图。基于图2所述的实施例，光信号处理装置还包括光分束器件250、光合束器件260、输入光纤270和输出光纤280。

下面沿着光信号在光信号处理装置中的传输路径，对光信号处理装置包括的各个器件分别进行介绍。

光分束器件250用于将光信号进行分束，当光信号处理装置用于偏振复用场景时，光分束器件250可以为偏振分束器或光环形器；当光信号处理装置用于模分复用场景时，光分束器件250可以为模分复用器；当然，根据光信号处理装置的应用场景的不同，光分束器件250还可以为其它器件，本实施例不对光分束器件250的实际实现形式作限定。下文中以光信号处理装置用于偏振复用场景为例进行说明。

光分束器件250包括光信号输入端251、第一分束输出端252和第二分束输出端253。其中，光信号输入端251与输入光纤270耦合；第一分束输出端252与第一输入光波导211的输入端耦合，第二分束输出端253与第二输入光波导221的输入端耦合。

其中，第一分束输出端252与第一输入光波导211的输入端之间的耦合方式，以及，第二分束输出端253与第二输入光波导221的输入端之间的耦合方式可以是通过光纤耦合，也可以是通过透镜耦合，本实施例对此不作限定。

通过上述连接方式，当输入光纤270传输光信号时，光分束器件250可以通过光信号输入端251接收到该光信号，光分束器件250将光信号分为相互正交的两束偏振光信号后，通过第一分束输出端252将第一偏振光信号输入第一输入光波导211；通过第二分束输出端253将第二偏振光信号输入第二输入光波导221。这样，位于上下两层的每个PLC芯片只需要传输两束偏振光信号中的一束偏振光信号即可。当光信号处理装置用于除偏振复用场景之外的其它复用场景时，传输原理类似，本实施例不作赘述。

第一PLC芯片210和第二PLC芯片220通过卡合和/或粘合的方式上下贴合。

当第一PLC芯片210和第二PLC芯片220通过卡合的方式上下贴合时，第一PLC芯片210和第二PLC芯片220上分别设置有相互匹配的卡槽，第一PLC芯片210和第二PLC芯片220通过该卡槽上下卡合。请参考图4所示的第一PLC芯片210和第二PLC芯片220通过卡合的方式上下贴合的示意图，其中，第一PLC芯片210上设置有卡槽41，第二PLC芯片220上设置有卡槽42，卡槽41和卡槽42相匹配，第一PLC芯片210和第二PLC芯片220通过卡槽41和卡槽42上下卡合。

当第一PLC芯片210和第二PLC芯片220通过粘合的方式上下贴合时，第一PLC芯片210和/或第二PLC芯片220上分别设置有标记，第一PLC芯片210和第二PLC芯片220通过该标记上下粘合。

本实施例中，第一PLC芯片210和第二PLC芯片220上下贴合的方式包括但不限于以下三种。

第一种方式，第一PLC芯片210的下表面与第二PLC芯片220的上表面贴合。请参考图5所示的第一PLC芯片210和第二PLC芯片220的侧视图，根据图5可知，第一PLC芯片210的下表面与第二PLC芯片220的上表面贴合。即，第一PLC芯片210和第二PLC芯片220均向上放置。需要说明的是，第一种方式也包括第一PLC芯片210和第二PLC芯片220均向下放置的实现场景。

第二种方式，第一PLC芯片210的上表面与第二PLC芯片220的上表面贴合。请参考图6所示的第一PLC芯片210和第二PLC芯片220的侧视图，根据图6可知，第一PLC芯片210的上表面与第二PLC芯片220的上表面贴合。即，第一PLC芯片210和第二PLC芯片220相对放置。

第三种方式，第一PLC芯片210的下表面与第二PLC芯片220的下表面贴合。请参考图7所示的第一PLC芯片210和第二PLC芯片220的侧视图，根据图7可知，第一PLC芯片210的下表面与第二PLC芯片220的下表面贴合。即，第一PLC芯片210和第二PLC芯片220背对放置。

可选地，根据光信号处理装置的复用场景的不同，第一PLC芯片210的个数为至少一个，第二PLC芯片220的个数也为至少一个。比如在模分复用的场景中，第一PLC芯片210的个数和第二PLC芯片220的个数为多个，此时各个第一PLC芯片210和各个第二PLC芯片220由上到下依次排列的顺序为：第一PLC芯片210、第二PLC芯片220、第一PLC芯片210、第二PLC芯片220、第一PLC芯片210……如此循环。

为了方便光分束器件250与第一PLC芯片210和第二PLC芯片220之间进行耦合，第一PLC芯片210中的第一输入光波导211的输入端和第二PLC芯片220中的第二输入光波导221的输入端上下相邻。

其中，第一输入光波导211的输入端和第二输入光波导221的输入端上下相邻是指：第一输入光波导211的输入端位于第二输入光波导221的输入端的正上方。当第一输入光波导211和第二输入光波导221的数量多个时，第一输入光波导211的每个输入端存在对应的第二输入光波导221的输入端，第一输入光波导211的输入端位于对应的第二输入光波导221的输入端的正上方。

请参考图8所示的第一PLC芯片210和第二PLC芯片220的侧视图，根据图8可知，第一PLC芯片210包括3个第一输入光波导211的输入端81、82和83；第二PLC芯片220包括3个第二输入光波导221的输入端84、85和86，其中，输入端81位于输入端84的正上方；输入端82位于输入端85的正上方；输入端83位于输入端86的正上方。

可选地，第一输入光波导211的输入端也可以不位于第二输入光波导221的输入端的正上方，而是与第二输入光波导221的输入端的斜上方，且第一输入光波导211的输入端与第二输入光波导221的输入端位于同一平面内，本实施例对此不作限定。

第一PLC芯片210中形成有第一凹槽，第一光芯片230通过镶嵌或粘合的方式组装在第一PLC芯片210的第一凹槽中；第二PLC芯片220上形成有第二凹槽，第二光芯片240通过镶嵌或粘合的方式组装在第二PLC芯片220的第二凹槽中。

本实施例中，通过在第一PLC芯片210上设置第一凹槽，在第二PLC芯片220上设置第二凹槽，使得PLC芯片与光芯片之间可以通过无源耦合的方式进行耦合，无需有源器件对准光芯片，即可使得光芯片接收到光信号，简化了光信号处理装置的内部结构，降低了光信号处理装置的制作成本。

其中，第一光芯片230和第二光芯片240的芯片类型相同，且芯片类型可以是激光器、光交换芯片、光放大芯片和光接收芯片中的至少一种。第一光芯片230可以是至少一个光芯片的组合，第二光芯片240也可以为至少一个光芯片的组合，且该第一光芯片230包括的光芯片的个数和第二光芯片240包括的光芯片的个数可以相同，也可以不同，本实施例对此不作限定。

第一PLC芯片210通过第一输入光波导211的输出端将光信号耦合入第一光芯片230的输入端；第一光芯片230处理第一输入光波导211输入的光信号后，将处理后的光信号由第一光芯片230的输出端耦合至第一输出光波导212的输入端。

第二PLC芯片220通过第二输入光波导221的输出端将光信号耦合入第二光芯片240的输入端；第二光芯片240处理第二输入光波导221输入的光信号后，将处理后的光信号由第二光芯片240的输出端耦合至第二输出光波导222的输入端。

其中，PLC芯片与光芯片之间的耦合方式可以为光栅耦合、倏逝波耦合和端面耦合中的任意一种，本实施例对此不作限定。PLC芯片是指第一PLC芯片210和第二PLC芯片220；光芯片是指第一光芯片230和第二光芯片240。

本实施例中，光信号在第一PLC芯片210和第一光芯片230中经过的光程，与在第二PLC芯片220和第二光芯片240中经过的光程相同。这样，第一PLC芯片210和第二PLC芯片220在传输来自同一源信号的不同光信号时，可以同时输出该不同的光信号，避免了光信号处理装置在处理光信号时，产生DGD的问题。

为了保证光信号在第一PLC芯片210和第一光芯片230中经过的光程，与在第二PLC芯片220和第二光芯片240中经过的光程相同，第一PLC芯片210中的第一输入光波导211与第一输出光波导212的第一长度之和，与第二PLC芯片220中的第二输入光波导221与第二输出光波导222的第二长度之和相等，第一光芯片230与第二光芯片240是大小和型号相同的芯片。

需要说明的是，在实际实现时，第一长度之和与第二长度之和可能不会绝对相等，本实施例提供的方案允许第一长度之和与第二长度之和之间的差值不等于0，而是趋近于0，也即第一长度之和与第二长度之和之间的差值在允许的误差范围之内，换句话说，第一长度之和与第二长度之和之间在皮秒量级光程误差范围内相等。

第一输出光波导212将处理后的光信号传输至光合束器件260；第二输出光波导222将处理后的光信号传输至光合束器件260。光合束器件260用于将第一输出光波导212输出的光信号和第二输出光波导222输出的光信号进行合束。当光信号处理装置用于偏振复用场景时，光合束器件260可以为偏振合束器或光环形器；当光信号处理装置用于模分复用场景时，光合束器件260可以为模分解复用器；当然，根据光信号处理装置的应用场景的不同，光合束器件260还可以为其它器件，本实施例不对光合束器件260的实际实现形式作限定。

光合束器件260包括光信号输出端261、第一合束输入端262、第二合束输入端263。其中，光信号输出端261与输出光纤280耦合；第一合束输入端262与第一输出光波导212的输出端耦合；第二合束输入端263与第二输出光波导222的输出端耦合。

其中，第一合束输入端262与第一输出光波导212的输出端之间的耦合方式，以及，第二合束输入端263与第二输出光波导222的输出端之间的耦合方式可以是通过光纤耦合，也可以是通过透镜耦合，本实施例对此不作限定。

为了保证第一PLC芯片210和第二PLC芯片220能够将光信号输入光合束器件260中，第一输出光波导212的输出端和第二输出光波导222的输出端上下相邻。第一输出光波导212的输出端和第二输出光波导222的输出端上下相邻是指：第一输出光波导212的输出端位于第二输出光波导222的输出端的正上方。这部分的相关描述与第一输入光波导211的输入端和第二输入光波导221的输入端上下相邻的描述相同，本实施例在此不作赘述。

光合束器件260将第一合束输入端262和第二合束输入端263输入的光信号进行合束后，将得到的合束后的光信号输出至输出光纤280。

可选地，本实施例所提及的上表面是指PLC芯片在出厂时的正面，或者，印制有PLC芯片的型号的一面，本实施例对此不作限定。

本实施例提供的光信号处理装置，通过由光分束器件将输入光纤输入的光信号分束成多束光信号，将不同的光信号输入到不同的PLC芯片中，使得第一PLC芯片和第二PLC芯片可以分别传输一束光信号，避免了第一PLC芯片或第二PLC芯片传输多束光信号时，存在大规模的交叉矩阵，传输损耗较高的问题；降低了第一PLC芯片和第二PLC芯片的传输损耗。

另外，通过在第一PLC芯片上设置第一凹槽，在第二PLC芯片上设置第二凹槽，使得PLC芯片与光芯片之间可以通过无源耦合的方式进行耦合，无需有源器件对准光芯片，即可使得光芯片接收到光信号，简化了光信号处理装置的内部结构，降低了光信号处理装置的制作成本。

另外，通过设置第一PLC芯片210中的第一输入光波导211与第一输出光波导212的第一长度之和，与第二PLC芯片220中的第二输入光波导221与第二输出光波导222的第二长度之和相等，保证了第一PLC芯片和第二PLC芯片同时输出不同的光信号，避免了光信号处理装置在处理光信号时，产生DGD的问题；实现了DGD完全补偿。

可选地，由于输入光纤的模斑直径与光芯片的模斑直径可能不同，输出光纤的模斑直径与光芯片的模斑直径也可能不同，比如：输入光纤和输出光纤的模斑直径为10μm，光芯片的模斑直径为3μm，在这种情况下，光信号处理装置需要在输入光纤与光芯片之间进行模斑转换，以使得光信号的模斑直径由输入光纤的模斑直径转换成光芯片的模斑直径；在输出光纤与光芯片之间也进行模斑转换，以使得光信号的模斑直径由光芯片的模斑直径转换成输出光纤的模斑直径。其中，光芯片是指第一光芯片230和/或第二光芯片240。

本实施例提供了两种模斑转换的方式，第一种方式是在PLC芯片内部进行模斑转换；第二种方式是在PLC芯片外部进行模斑转换，下面对这两种模斑转换方式分别进行介绍。

第一、在PLC芯片内部进行模斑转换(PLC芯片包括第一PLC芯片210和第二PLC芯片220)。

第一输入光波导211的输入端形成有输入端的芯径大于输出端的芯径的第一波导段，第一波导段用于将第一输入光信号从第一模斑直径转换为第二模斑直径，第一输出光波导212的输出端形成有输入端的芯径小于输出端的芯径的的第二波导段，第二波导段用于将第一输出光信号从第二模斑直径转换为第一模斑直径。

第二输入光波导221的输入端形成有输入端的芯径大于输出端的芯径的第三波导段，第三波导段用于将第二输入光信号从第三模斑直径转换为第四模斑直径，第二输出光波导222的输出端形成有输入端的芯径小于输出端的芯径的第四波导段，第四波导段用于将第二输出光信号从第四模斑直径转换为第三模斑直径。

其中，第一波导段、第二波导段、第三波导段和第四波导段的输入端和输出端，是根据光信号的传输方向来定义的，比如：光信号输入的一端称为输入端，光信号输出的一段称为输出端。

第一模斑直径可以为输入光纤270的模斑直径，也可以为光分束器件250的第一分束输出端252的模斑直径，本实施例对此不作限定。第二模斑直径是第一光芯片230的模斑直径。第三模斑直径可以为输出光纤280的模斑直径，也可以为光合束器件260的第一合束输入端262的模斑直径，本实施例对此不作限定。第四模斑直径是第二光芯片的模斑直径。

第一波导段可以是第一输入光波导211中的一部分，也可以是整个第一输入光波导211，本实施例对此不作限定。第二波导段可以是第一输出光波导212中的一部分，也可以是整个第一输出光波导212，本实施例对此不作限定。第三波导段可以是第二输入光波导221中的一部分，也可以是整个第二输入光波导221，本实施例对此不作限定。第四波导段可以是第二输出光波导222中的一部分，也可以是整个第二输出光波导222，本实施例对此不作限定。

波导段的芯径是逐渐变化的，这种逐渐变化是指波导段的深度逐渐变化，和/或，波导段的宽度逐渐变化。其中，波导段是指第一波导段、第二波导段、第三波导段和第四波导段中的至少一种。当波导段是指第一波导段和第三波导段时，芯径逐渐变化是指传输光波导的深度由深至浅，和/或，传输光波导的宽度由宽至窄；当波导段是指第二波导段、和第四波导段时，芯径逐渐变化是指传输光波导的深度由浅至深，和/或，传输光波导的宽度由窄至宽。

请参考图9，其示出了第一输入光波导211中的芯径逐渐变化的第一波导段的示意图，由图9可知，第一波导段的深度由深至浅，且输入端的深度大于输出端的深度；第一波导段的宽度由宽至窄，且输入端的宽度大于输出端的宽度。

本实施例中，通过在PLC芯片内设置芯径渐变的波导段，使得光信号处理装置可以在PLC芯片内进行模斑转换，而不需要在PLC芯片之外通过光纤焊接等方式进行模斑转换，降低了光信号处理装置进行模斑转换的难度。

第二、在PLC芯片外部进行模斑转换。

在这种模斑转换的方式下，又分为两种实现场景，第一种实现场景为光分束器为光纤型光分束器，光合束器为光纤型光合束器；第二种实现场景为光分束器和光合束器通过微透镜阵列与PLC芯片耦合，下面对这两种场景下的模斑转换方式分别进行介绍。

1、光分束器为光纤型光分束器，光合束器为光纤型光合束器。

光纤型光分束器和光纤型光合束器是指每根单模光纤对应有两根保偏光纤，这两根保偏纤分别对应第一PLC芯片210和第二PLC芯片220的光纤分束器。与第一PLC芯片210相连的一组保偏光纤以及与第二PLC芯片220相连的一组保偏光纤构成光纤阵列。请参考图10，其示出了光纤型光分束器和光纤型光合束器与PLC芯片相连的俯视图。其中，单模光纤1001输入光纤型光分束器后进行光纤分束，将光纤分束后的保偏光纤1002中的一根保偏光纤输入第一PLC芯片210。

第一分束输出端252通过第一光纤焊接段与第一输入光波导211的输入端耦合，第一光纤焊接段用于将第一输入光信号从第一模斑直径转换为第二模斑直径；第一合束输入端262通过第二光纤焊接段与第一输出光波导212的输出端耦合，第二光纤焊接段用于将第一输出光信号从第二模斑直径转换为第一模斑直径。

第二分束输出端253通过第三光纤焊接段与第二输入光波导212的输入端耦合，第三光纤焊接段用于将第二输入光信号从第三模斑直径转换为第四模斑直径；第二合束输入端263通过第四光纤焊接段与第二输出光波导222的输出端耦合，第四光纤焊接段用于将第二输出光信号从第四模斑直径转换为第三模斑直径。

其中，第一模斑直径是第一分束输出端252和第一合束输入端262的模斑直径，第三模斑直径是第二分束输出端253和第二合束输入端263的模斑直径。

可选地，当光分束器不是光纤型光分束器，且光合束器不是光纤型光合束器，光分束器通过光纤阵列与PLC芯片耦合时，也适用于本场景下的模斑转换方式。

请参考图11，其示出了第一分束输出端252通过第一光纤焊接段1101与第一输入光波导211的输入端耦合的示意图。

2、光分束器和光合束器通过微透镜阵列与PLC芯片耦合。

第一分束输出端252通过第一透镜与第一输入光波导211的输入端耦合，第一透镜用于将第一输入光信号从第一模斑直径转换为第二模斑直径；第一合束输入端262通过第二透镜与第一输出光波导212的输出端耦合，第二透镜用于将第一输出光信号从第二模斑直径转换为第一模斑直径。

第二分束输出端253通过第三透镜与第二输入光波导221的输入端耦合，第三透镜用于将第二输入光信号从第三模斑直径转换为第四模斑直径；第二合束输入端263通过第四透镜与第二输出光波导222的输出端耦合，第四透镜用于将第二输出光信号从第四模斑直径转换为第三模斑直径。

本实施例中，通过在PLC芯片之外进行模斑转换，降低了制作PLC芯片中的传输波导的难度。

可选地，当光信号处理装置应用于偏振复用场景时，根据光芯片的类型的不同，光信号处理装置还包括模式转换器件。该模式转换器件可以是半波片，用于将光信号在横电波(Transverse Electric，TE)模和横磁波(Transverse Magnetic，TM)模之间转换。

当第一光芯片230是处理TE模的输入光信号的芯片，第一分束输出端252和第一合束输入端262传输的光信号是TM模的光信号时，第一分束输出端252通过模式转换器件与第一输入光波导211的输入端耦合，第一合束输入端262通过模式转换器件与第一输出光波导212的输出端耦合；或者，当第一光芯片230是处理TM模的输入光信号的芯片，第一分束输出端252和第一合束输入端262传输的光信号是TE模的光信号时，第一分束输出端252通过模式转换器件与第一输入光波导211的输入端耦合，第一合束输入端262通过模式转换器件与第一输出光波导212的输出端耦合。

当第二光芯片240是处理TE模的输入光信号的芯片，第二分束输出端253和第二合束输入端263传输的光信号是TM模的光信号时，第二分束输出端253通过模式转换器件与第二输入光波导221的输入端耦合，第二合束输入端263通过模式转换器件与第二输出光波导222的输出端耦合；或者，当第二光芯片240是处理TM模的输入光信号的芯片，第二分束输出端253和第二合束输入端263传输的光信号是TE模的光信号时，第二分束输出端253通过模式转换器件与第二输入光波导221的输入端耦合，第二合束输入端263通过模式转换器件与第二输出光波导222的输出端耦合。

可选地，当第一分束输出端252和第二分束输出端253中的一个输出端设置有模式转换器件时，为了保证第一分束输出端252和第二分束输出端253输出的光信号同时到达对应的PLC芯片，另一个输出端还设置有位相补偿器件。

可选地，当第一合束输入端262和第二合束输入端263中的一个输入端设置有模式转换器件时，为了保证光信号同时到达第一合束输入端262和第二合束输入端263，另一个输入端还设置有位相补偿器件。

请参考图12，其示出了光信号处理装置安装有模式转换器件和位相补偿器件时的侧视图。在光分束器250的第一分束输出端252处设置有位相补偿装置1201；在光分束器250的第二分束输出端253处设置有模式转换器件1202。

本实施例中，通过在光分束器与PLC芯片之前设置模式转换器件，在光合束器与PLC芯片之前设置模式转换器件，保证了PLC芯片中的光芯片能够对PLC芯片输入的光信号进行处理，从而保证了光信号处理装置的正常运行。

请参考图13，其示出了本申请一个示例性实施例提供的光信号处理装置的制备方法的流程图，该制备方法用于制备图2至图12所示的任一光信号处理装置，该方法包括如下几个步骤。

步骤1301，制备第一PLC芯片和第二PLC芯片。

结合参考图14，本步骤又包括如下几个步骤。

步骤13011，制备PLC芯片的基底，PLC芯片为第一PLC芯片或第二PLC芯片。

步骤13012，在基底之上通过蒸镀工艺制备截止层。

步骤13013，在截止层之上通过蒸镀工艺制备下覆盖层。

步骤13014，在下覆盖层之上通过离子注入和/或刻蚀工艺制备传输光波导。

可选地，当传输光波导用于进行模斑转换时，通过离子注入和/或刻蚀工艺制备沿传输方向芯径渐变的所述传输光波导。

步骤13015，在传输波导之上通过蒸镀工艺制备上覆盖层，得到PLC芯片。

步骤1302，在第一PLC芯片中安装第一光芯片，第一光芯片与第一PLC芯片耦合连接。

其中，上述耦合连接的方式包括光栅耦合、倏逝波耦合和端面耦合中的一种。

通过挖槽、刻蚀或切片工艺在第一PLC芯片中设置第一凹槽；将第一光芯片通过镶嵌或粘合的方式组装在第一凹槽中。

步骤1303，在第二PLC芯片中安装第二光芯片，第二光芯片与第二PLC芯片耦合连接。

通过挖槽、刻蚀或切片工艺在第二PLC芯片中设置第二凹槽；将第二光芯片通过镶嵌或粘合的方式组装在第二凹槽中。

可选地，步骤1303可以在步骤1302之前执行，也可以在步骤1302之后执行，还可以与步骤1302同时执行，本实施例对此不作限定。

步骤1304，将第一PLC芯片和第二PLC芯片上下贴合，得到光信号处理装置。

在第一PLC芯片和第二PLC芯片上设置互相匹配的卡槽，第一PLC芯片和第二PLC芯片通过卡槽上下卡合；和/或，在第一PLC芯片和/或第二PLC芯片上设置标记，第一PLC芯片和第二PLC芯片通过标记上下粘合。

综上所述，本实施例提供的光处理装置的制备方法，通过分别制备第一PLC芯片和第二PLC芯片；在第一PLC芯片中安装第一光芯片，在第二PLC芯片中安装第二光芯片；使得制备出的光信号处理装置可以在不同的PLC芯片中处理来自同一源信号的不同光信号，避免了在同一PLC芯片中处理该不同的光信号时，在PLC芯片中产生大规模交叉矩阵的问题；降低了光信号处理装置中的PLC芯片的传输损耗。

可选地，请参考图15，其示出了本申请另一个示例性实施例提供的光处理装置的制备方法的流程图。当光信号处理装置还包括光分束器件和光合束器件时，在步骤1304中将第一PLC芯片和第二PLC芯片上下贴合之后，还包括以下几个步骤。

步骤1501，将光分束器件通过光纤阵列或微透镜阵列与第一PLC芯片和第二PLC芯片进行组装。

步骤1502，将光合束器件通过光纤阵列或微透镜阵列与第一PLC芯片和第二PLC芯片进行组装，得到光信号处理装置。

本实施例提供的光处理装置的制备方法，通过将光分束器件、光合束器件与第一PLC芯片和第二PLC芯片组装在一起，保证了第一PLC芯片和第二PLC芯片能够接收到来自同一源信号的不同的光信号，从而降低了光信号处理装置中的PLC芯片的传输损耗。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种光信号处理装置，其特征在于，所述光信号处理装置包括：上下贴合的第一PLC芯片和第二PLC芯片；

所述第一PLC芯片中设置有第一光芯片，所述第一光芯片的输入端与形成在所述第一PLC芯片内部的第一输入光波导的输出端耦合，所述第一光芯片的输出端与形成在所述第一PLC芯片内部的第一输出光波导的输入端耦合；

所述第二PLC芯片中设置有第二光芯片，所述第二光芯片的输入端与形成在所述第二PLC芯片内部的第二输入光波导的输出端耦合，所述第二光芯片的输出端与形成在所述第二PLC芯片内部的第二输出光波导的输入端耦合；

所述第一输入光波导的输入端和所述第二输入光波导的输入端上下相邻，所述第一输出光波导的输出端和所述第二输出光波导的输出端上下相邻。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一输入光波导的输入端位于所述第二输入光波导的输入端的正上方；

所述第一输出光波导的输出端位于所述第二输出光波导的输出端的正上方。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，经过所述第一PLC芯片和所述第一光芯片的第一光信号的光程，与经过所述第二PLC芯片和所述第二光芯片的第二光信号的光程相等。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述第一PLC芯片上形成有第一凹槽，所述第一光芯片通过镶嵌或粘合的方式组装在所述第一PLC芯片的所述第一凹槽中；

所述第二PLC芯片上形成有第二凹槽，所述第二光芯片通过镶嵌或粘合的方式组装在所述第二PLC芯片的所述第二凹槽中。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一PLC芯片与所述第二PLC芯片之间通过卡合和/或粘合的方式上下贴合。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述上下贴合是所述第一PLC芯片的下表面与所述第二PLC芯片的上表面贴合；或者，所述上下贴合是所述第一PLC芯片的上表面与所述第二PLC芯片的上表面贴合；或者，所述上下贴合是所述第一PLC芯片的下表面与所述第二PLC芯片的下表面贴合。

7.根据权利要求1至6任一所述的装置，其特征在于，

所述第一输入光波导的输入端形成有输入端的芯径大于输出端的芯径的第一波导段，所述第一波导段用于将第一输入光信号从第一模斑直径转换为第二模斑直径，所述第一输出光波导的输出端形成有输入端的芯径小于输出端的芯径的第二波导段，所述第二波导段用于将第一输出光信号从所述第二模斑直径转换为所述第一模斑直径；

所述第二输入光波导的输入端形成有输入端的芯径大于输出端的芯径的第三波导段，所述第三波导段用于将第二输入光信号从第三模斑直径转换为第四模斑直径，所述第二输出光波导的输出端形成有输入端的芯径小于输出端的芯径的第四波导段，所述第四波导段用于将第二输出光信号从所述第四模斑直径转换为所述第三模斑直径；

其中，所述第二模斑直径是所述第一光芯片的模斑直径，所述第四模斑直径是所述第二光芯片的模斑直径。

8.根据权利要求1至6任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：光分束器件和光合束器件；

所述光分束器件包括光信号输入端、第一分束输出端和第二分束输出端，所述第一分束输出端与所述第一输入光波导的输入端耦合，所述第二分束输出端与所述第二输入光波导的输入端耦合；

所述光合束器件包括第一合束输入端、第二合束输入端和光信号输出端，所述第一合束输入端与所述第一输出光波导的输出端耦合，所述第二合束输入端与所述第二输出光波导的输出端耦合。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述光分束器是光纤型光分束器，

所述第一分束输出端通过第一光纤焊接段与所述第一输入光波导的输入端耦合，所述第一光纤焊接段用于将第一输入光信号从第一模斑直径转换为第二模斑直径；所述第一合束输入端通过第二光纤焊接段与所述第一输出光波导的输出端耦合，所述第二光纤焊接段用于将第一输出光信号从所述第二模斑直径转换为所述第一模斑直径；

所述第二分束输出端通过第三光纤焊接段与所述第二输入光波导的输入端耦合，所述第三光纤焊接段用于将第二输入光信号从第三模斑直径转换为第四模斑直径；所述第二合束输入端通过第四光纤焊接段与所述第二输出光波导的输出端耦合，所述第四光纤焊接段用于将第二输出光信号从所述第四模斑直径转换为所述第三模斑直径；

其中，所述第一模斑直径是所述第一分束输出端和所述第一合束输入端的模斑直径，所述第三模斑直径是所述第二分束输出端和所述第二合束输入端的模斑直径，所述第二模斑直径是所述第一光芯片的模斑直径，所述第四模斑直径是所述第二光芯片的模斑直径。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述第一分束输出端通过第一透镜与所述第一输入光波导的输入端耦合，所述第一透镜用于将第一输入光信号从第一模斑直径转换为第二模斑直径；所述第一合束输入端通过第二透镜与所述第一输出光波导的输出端耦合，所述第二透镜用于将第一输出光信号从所述第二模斑直径转换为所述第一模斑直径；

所述第二分束输出端通过第三透镜与所述第二输入光波导的输入端耦合，所述第三透镜用于将第二输入光信号从第三模斑直径转换为第四模斑直径；所述第二合束输入端通过第四透镜与所述第二输出光波导的输出端耦合，所述第四透镜用于将第二输出光信号从所述第四模斑直径转换为所述第三模斑直径；

其中，所述第一模斑直径是所述第一分束输出端和所述第一合束输入端的模斑直径，所述三模斑直径是所述第二分束输出端和所述第二合束输入端的模斑直径，所述第二模斑直径是所述第一光芯片的模斑直径，所述第四模斑直径是所述第二光芯片的模斑直径。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述第一光芯片是处理横电波TE模的输入光信号的芯片，所述第一分束输出端和所述第一合束输入端传输的光信号是横磁波TM模的光信号，所述第一分束输出端通过模式转换器件与所述第一输入光波导的输入端耦合，所述第一合束输入端通过所述模式转换器件与所述第一输出光波导的输出端耦合；或者，所述第一光芯片是处理所述TM模的输入光信号的芯片，所述第一分束输出端和所述第一合束输入端传输的光信号是所述TE模的光信号，所述第一分束输出端通过所述模式转换器件与所述第一输入光波导的输入端耦合，所述第一合束输入端通过所述模式转换器件与所述第一输出光波导的输出端耦合；

所述第二光芯片是处理所述TE模的输入光信号的芯片，所述第二分束输出端和所述第二合束输入端传输的光信号是所述TM模的光信号，所述第二分束输出端通过所述模式转换器件与所述第二输入光波导的输入端耦合，所述第二合束输入端通过所述模式转换器件与所述第二输出光波导的输出端耦合；或者，所述第二光芯片是处理所述TM模的输入光信号的芯片，所述第二分束输出端和所述第二合束输入端传输的光信号是所述TE模的光信号，所述第二分束输出端通过所述模式转换器件与所述第二输入光波导的输入端耦合，所述第二合束输入端通过所述模式转换器件与所述第二输出光波导的输出端耦合。

12.一种光信号处理装置的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

制备第一平面光波导PLC芯片和第二PLC芯片；

在所述第一PLC芯片中安装第一光芯片，所述第一光芯片与所述第一PLC芯片耦合连接；

在所述第二PLC芯片中安装第二光芯片，所述第二光芯片与所述第二PLC芯片耦合连接；

将所述第一PLC芯片和所述第二PLC芯片上下贴合，得到光信号处理装置。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述制备第一PLC芯片和第二PLC芯片，包括：

制备所述PLC芯片的基底，所述PLC芯片为所述第一PLC芯片或所述第二PLC芯片；

在所述基底之上通过蒸镀工艺制备截止层；

在所述截止层之上通过所述蒸镀工艺制备下覆盖层；

在所述下覆盖层之上通过离子注入和/或刻蚀工艺制备传输光波导；

在所述传输波导之上通过所述蒸镀工艺制备上覆盖层，得到所述PLC芯片。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述在所述下覆盖层之上通过离子注入和/或刻蚀工艺制备传输光波导，包括：

通过所述离子注入和/或刻蚀工艺制备沿传输方向芯径渐变的所述传输光波导。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，

所述在所述第一PLC芯片中安装第一光芯片，包括：

通过挖槽、刻蚀或切片工艺在所述第一PLC芯片中设置第一凹槽；

将所述第一光芯片通过镶嵌或粘合的方式组装在所述第一凹槽中；

所述在所述第二PLC芯片中安装第二光芯片，包括：

通过挖槽、刻蚀或切片工艺在所述第二PLC芯片中设置第二凹槽；

将所述第二光芯片通过镶嵌或粘合的方式组装在所述第二凹槽中。

16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述将所述第一PLC芯片和所述第二PLC芯片上下贴合，得到所述光信号处理装置，包括：

在所述第一PLC芯片和所述第二PLC芯片上设置互相匹配的卡槽，所述第一PLC芯片和所述第二PLC芯片通过所述卡槽上下卡合；

和/或，

在所述第一PLC芯片和/或所述第二PLC芯片上设置标记，所述第一PLC芯片和所述第二PLC芯片通过所述标记上下粘合。

17.根据权利要求12至16所述的方法，其特征在于，所述将所述第一PLC芯片和所述第二PLC芯片上下贴合之后，还包括：

将光分束器件通过光纤阵列或微透镜阵列与所述第一PLC芯片和所述第二PLC芯片进行组装；

将光合束器件通过所述光纤阵列或所述微透镜阵列与所述第一PLC芯片和所述第二PLC芯片进行组装，得到所述光信号处理装置。