CN111736266A - 一种面向PON的WDM1r合波器 - Google Patents

一种面向PON的WDM1r合波器 Download PDF

Info

Publication number
CN111736266A
CN111736266A CN202010441561.0A CN202010441561A CN111736266A CN 111736266 A CN111736266 A CN 111736266A CN 202010441561 A CN202010441561 A CN 202010441561A CN 111736266 A CN111736266 A CN 111736266A
Authority
CN
China
Prior art keywords
grating
waveguide
filter
mode
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010441561.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111736266B (zh
Inventor
戴道锌
刘大建
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN202010441561.0A priority Critical patent/CN111736266B/zh
Publication of CN111736266A publication Critical patent/CN111736266A/zh
Priority to PCT/CN2020/132121 priority patent/WO2021232731A1/zh
Priority to US17/780,027 priority patent/US11855755B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN111736266B publication Critical patent/CN111736266B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0201—Add-and-drop multiplexing
    • H04J14/0202—Arrangements therefor
    • H04J14/0205—Select and combine arrangements, e.g. with an optical combiner at the output after adding or dropping
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
    • G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
    • G02B6/2938—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0278—WDM optical network architectures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

本发明公开了一种面向PON的WDM1r合波器。输入波导的输出端与第一光栅滤波器的输入端相连，第一光栅滤波器的输入端依次经第一滤模器、第二光栅滤波器、第二滤模器、连接波导、第三光栅滤波器、第三滤模器和第四光栅滤波器的输入端相连，第四光栅滤波器的输出端与输出波导相连。本发明通过级联光栅滤波器的形式实现了面向PON的WDM1r合波器的功能，通过优化光栅结构获得了四个通道不同的中心波长和带宽，获得了一个低插损、低串扰且具有平顶响应的片上WDM1r合波器，具有结构简单、工艺简单、性能优越等优点。

Description

一种面向PON的WDM1r合波器
技术领域
本发明属于光通信领域的一种光波导合波器，具体涉及一种面向PON(无源光网络)的WDM1r(波分复用设备)合波器。
背景技术
随着4K/8K视频网络、大数据、智慧物联网和VR虚拟现实等的迅猛发展，千兆网络的需求日益增长，10G PON(Passive Optical Network,PON)的规模部署也逐渐形成。对于运营商现大量部署的GPON网络，由于用户带宽的需求是逐步的，短期内仅有部分用户需要升级到10G GPON网络；且全部割接到10G GPON网络工程量大、成本高，因此需要在不影响现有业务的情况下，将现网存在的GPON网络平滑升级演进到10G GPON网络。在网络平滑升级的过程中，WDM1r合波器是其中极其重要的一个器件，该器件兼容了GPON和10G GPON不同的上下行波长，从而可以将不同的工作波长分离到不同的PON端口。根据国际通信协议ITU-TG.987.4标准的要求，WDM1r(Wavelength Division Multiplexing First Revision，WDM1r)合波器需要将四个通道的信号复用到同一根光纤中，分别是波长1270nm的10G GPON上行信号、波长1310nm的GPON上行信号、波长1490nm的GPON下行信号和波长1577nm的10GGPON的下行信号，四个通道对应的带宽分别是20nm、40nm、20nm和5nm。
目前应用的WDM1r合波器多由分离式元件耦合而成的，其成本高、尺寸大且不易封装，远不能满足未来通信光学器件的发展。基于平面光波导的片上波分复用解复用器因具有易加工、小尺寸和低成本等特点而备受关注，目前基于平面光波导的WDM1r合波器还很缺乏，除了要满足上述提到的四个通道的波长和带宽要求，各个通道还需要达到平顶响应、低串扰、低损耗等要求，从而保证通信系统的优良性能。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种面向PON的WDM1r合波器，尤其是针对适用于国际通信协议ITU-T G.987.4的标准。
本发明采用的技术方案是：
本发明包括输入波导、连接波导、输出波导、第一光栅滤波器、第二光栅滤波器、第三光栅滤波器、第四光栅滤波器、第一滤模器、第二滤模器和第三滤模器；输入波导的输出端与第一光栅滤波器的输入端相连，第一光栅滤波器的输入端依次经第一滤模器、第二光栅滤波器、第二滤模器、连接波导、第三光栅滤波器、第三滤模器和第四光栅滤波器的输入端相连，第四光栅滤波器的输出端与输出波导相连；其中第一光栅滤波器的中心波长为1270nm，第二光栅滤波器的中心波长为1310nm，第三光栅滤波器的中心波长为1490nm，第四光栅滤波器的中心波长为1577nm。
所述的四个光栅滤波器结构类似，每个光栅滤波器均主要由模式解复用器、多模波导光栅和输出渐变波导依次连接构成，n＝1,2,3,4；模式解复用器采用不对称定向耦合器、绝热演化耦合器、光栅辅助型耦合器等结构，包括输入波导、下载波导、模式解复用工作区和输出波导，输入波导的输入端连接到当前光栅滤波器之前所连接的滤模器的输出端，输入波导的输出端和下载波导的输入端均连接到模式解复用工作区的一端，模式解复用工作区另一端连接到输出波导的输入端，输出波导输出端连接到多模波导光栅的输入端，输入波导的输入端作为模式解复用器的输入端，输出波导的输出端作为模式解复用器的输出端口，下载波导的输出端作为模式解复用器的下载端口，同时也是WDM1r合波器的输出波导，即第一输出波导、第二输出波导、第三输出波导和第四输出波导。
四个光栅滤波器的多模波导光栅结构主要由前渐变光栅、反对称多模波导光栅和后渐变光栅依次连接而成，其中前渐变光栅的输入端作为多模波导光栅的输入端，后渐变光栅的输出端作为多模波导光栅的输出端。
所述的多模波导光栅的前渐变光栅，其光栅齿的深度由零线性渐变到反对称多模波导光栅的深度；所述的多模波导光栅的后渐变光栅，其光栅齿的深度由反对称多模波导光栅的深度线性渐变到零。通过前渐变光栅，减少了波导模式和光栅模式的模式失配，减小了因模式失配所造成的损耗，进一步减低了器件损耗。
所述的输入波导是工作波长为1270nm和1310nm通道信号的输入端口，同时也是1490nm和1577nm通道信号的输出端口，第一输出波导为1270nm通道信号的输出端口，第二输出波导为1310nm通道信号的输出端口，第三输出波导为1490nm通道信号的输入端口，第四输出波导为1577nm通道信号的输入端口；
所述的第一光栅滤波器、第二光栅滤波器、第三光栅滤波器和第四光栅滤波器的反对称多模波导光栅的中心布拉格波长分别为1270nm、1310nm、1490nm和1577nm，对应的带宽分别为20nm、40nm、20nm和5nm。
1270nm通道信号作为10G GPON的上行信号，1310nm通道信号作为GPON的上行信号，1490nm通道信号作为GPON的下行信号，1577nm通道信号作为10G GPON的下行信号，WDM1r合波器实现了双向通信传输，并融合了GPON和10G GPON的上下行信号。
所述的反对称多模波导光栅实现TE0模式反向耦合为TE1模式，满足相位匹配条件(n0+n1)/2＝λ/Λ，式中n0为TE0模式的有效折射率，n1为TE1模式有效折射率，λ为布拉格波长，Λ为光栅齿周期。
TE0模式和TE1模式分别是指横电基模和横电一阶模。
所述的多模波导光栅的反对称多模波导光栅采用切趾光栅结构，从而获得高边模抑制比的滤波器，进而能减小两个上行(下行)通道之间的串扰。
所述的滤模器滤除波导中的高阶横电模，并保留横电基模，可以但不限于采用弯曲波导等结构。
所述的模式解复用器可以由绝热渐变耦合波导、不对称定向耦合波导和光栅辅助耦合波导等结构组成，可以实现对横电基模(TE0)和一阶横电模(TE1)的复用和解复用。
所述的多模波导光栅的前渐变光栅，其光栅齿的深度由零线性渐变到反对称多模波导光栅的深度；所述的多模波导光栅的后渐变光栅，其光栅齿的深度由反对称多模波导光栅的深度线性渐变到零。通过前(后)渐变光栅，减少了波导模式和光栅模式的模式失配，减小了因模式失配所造成的损耗，减低了器件损耗。
所述的三个滤模器，通过滤除高阶模式，能减小两个上行(下行)通道之间的串扰，获得低串扰的WDM1r合波器，滤模器可采用但不限于用弯曲波导的结构。
本发明的有益效果是：
本发明将1270nm通道信号、1310nm通道信号、1490nm通道信号和1577nm通道信号通过级联光栅滤波器的形式复用到一个光波导中，实现片上的WDM1r合波器。
本发明通过调节多模波导光栅的宽度、周期和齿深度，在1270nm通道中心达到20nm通道带宽，在1310nm通道中心达到40nm通道带宽，在1490nm通道中心达到20nm通道带宽和在1577nm通道中心达到5nm通道带宽，各通道的中心波长和带宽，都能很好的满足国际通信协议ITU-T G.987.4标准的要求。
本发明通过特殊设计构建的滤模器、切趾光栅和渐变光栅相结合的波导结构能够减小通道间的串扰，获得一个低串扰、低损耗且各通道均具有平顶响应频谱的WDM1r合波器。
本发明可以用平面集成光波导工艺制作，只需要一次刻蚀完成，工艺简便、成本低，损耗小，串扰低，与传统CMOS工艺兼容，具有大规模生产的潜力。
综合来说，本发明通过级联多模波导光栅的形式实现了WDM1r合波器的功能，通过优化光栅结构获得了四个通道不同的中心波长和带宽，获得了一个低插损、低串扰的片上WDM1r合波器，具有结构简单、工艺简单、性能优越等优点。
附图说明
图1是面向PON的WDM1r合波器的整体结构示意图。
图2是光栅滤波器示意图。
图3是面向PON的WDM1r合波器的工作原理示意图。
图4是实施例器件各光栅滤波器多模波导光栅的仿真结果图。
图中：1为输入波导，2为连接波导，3为输出波导；a1为第一光栅滤波器，a2为第二光栅滤波器，a3为第三光栅滤波器，a4为第四光栅滤波器；b1为第一滤模器，b2为第二滤模器，b3为第三滤模器；
an1(n＝1,2,3,4)为第n光栅滤波器的模式解复用器，an2为第n光栅滤波器的多模波导光栅，n08为第n光栅滤波器的输出渐变波导；
n01为第n光栅滤波器中模式解复用器的输入波导，n02为第n光栅滤波器中模式解复用器的下载波导，n03为第n光栅滤波器中模式解复用器的模式解复用工作区，n04为第n光栅滤波器中模式解复用器的输出波导；n05为第n光栅滤波器中多模波导光栅的前渐变光栅，n06为第n光栅滤波器中多模波导光栅的反对称多模波导光栅，n07为第n光栅滤波器中多模波导光栅的后渐变光栅。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明具体实施包括四个级联的光栅滤波器，即第一光栅滤波器a1、第二光栅滤波器a2、第三光栅滤波器a3和第四光栅滤波器a4，四个光栅滤波器头尾依次相连，相邻的两个光栅滤波器之间包括一个滤模器(b1、b2和b3)，利用弯曲的连接波导2可以使结构更紧凑。
具体包括输入波导1、连接波导2、输出波导3、第一光栅滤波器a1、第二光栅滤波器a2、第三光栅滤波器a3、第四光栅滤波器a4、第一滤模器b1、第二滤模器b2、第三滤模器b3。输入波导1的输出端与第一光栅滤波器a1相连，第一光栅滤波器a1、第一滤模器b1、第二光栅滤波器a2、第二滤模器b2、连接波导2、第三光栅滤波器a3、第三滤模器b3和第四光栅滤波器a4依次相连，第四光栅滤波器a4的输出端与输出波导3相连。四个光栅滤波器的模式解复用器的下载波导102、202、302和402分别为四个光栅滤波器的下载端，这四个波导依次为第一输出波导、第二输出波导、第三输出波导和第四输出波导。输入波导1作为1270nm和1310nm通道信号的输入端口，同时也是1490nm和1577nm通道信号的输出端口，第一输出波导106为1270nm通道信号的输出端口，第二输出波导206为1310nm通道信号的输出端口，第三输出波导306为1490nm通道信号的输入端口，第四输出波导406为1577nm通道信号的输入端口；三个滤模器b1、b2和b3均采用弯曲波导结构。
如图2所示，四个光栅滤波器均包含模式解复用器an1(n＝1,2,3,4)、多模波导光栅an2和输出渐变光栅n08；模式解复用器主要包括输入波导n01、下载波导n02、模式解复用工作区n03和输出波导n04；模式解复用器的下载波导102/202/302/402作为光栅滤波器的下载端，也即第一输出波导、第二输出波导、第三输出波导和第四输出波导。
四个光栅滤波器的多模波导光栅由前渐变光栅n05、反对称多模波导光栅n06和后渐变光栅n07依次连接而成，其中前渐变光栅n05的另一端作为多模波导光栅的输入端，后渐变光栅n07的另一端作为多模波导光栅的输出端。
光栅滤波器的基本结构如图2，模式解复用器、多模波导光栅和输出渐变波导依次连接。图中左边端口为输入端口，右边端口为输出端口，左下端口为下载端口。模式解复用器an1可采用绝热渐变耦合波导、不对称定向耦合波导和光栅辅助耦合波导的结构，右端输入的TE1模式可以复用到左下端口的TE0模式输出；多模波导光栅满足TE0模式与反向TE1模式的相位匹配条件，输入TE0模式在布拉格谐振条件附近可以反向耦合成TE1模式，通过选取光栅总体宽度、光栅齿深度和光栅周期，可以获得需求的中心波长和带宽。通过采用切趾光栅结构(可以采用两侧光栅齿的轴向上的横移的高斯分布来实现)，从而获得高边模抑制比的滤波器，进而能减小各个信号通道之间的串扰。
第一光栅滤波器a1、第二光栅滤波器a2、第三光栅滤波器a3和第四光栅滤波器a4的反对称多模波导光栅的中心布拉格波长分别为1270nm、1310nm、1490nm和1577nm，对应的带宽分别为20nm、40nm、20nm和5nm。
下面说明本发明作为WDM1r合波器时的工作过程：
本发明的工作原理如图3所示，当工作在1270nm通道和1310nm通道时，基模信号从输入波导的输入端I1输入，其中，1270nm通道信号经第一光栅滤波器后，在第一光栅滤波器的下载端口O1输出；1310nm通道信号在几乎无损的通过第一光栅滤波器后，经第二光栅滤波器，在第二光栅滤波器的下载端口O2输出。当工作在1490nm通道时，基模信号从第三光栅滤波器的下载端口O3输入，经第三光栅滤波器反向耦合到主波导中，并几乎无损的通过第二光栅滤波器和第一光栅滤波器，并最终在输入波导的输入端I1输出。当工作在1577nm通道时，基模信号从第四光栅滤波器的下载端口O4输入，经第四光栅滤波器反向耦合到主波导中，并几乎无损的通过第三光栅滤波器、第二光栅滤波器和第一光栅滤波器，并最终在输入波导的输入端I1输出，进而实现WDM1r合波器的功能。通过引入切趾光栅、渐变光栅和滤模器，抑制了各个光栅之间的法布里-珀罗干涉，降低了各个通道之间的串扰(提高通道间的隔离度)，从而获得一个低串扰、低插损的WDM1r合波器。
本发明具体实施例情况如下：
选用基于硅绝缘体(SOI)材料的硅纳米线光波导：其芯层是硅材料，厚度为220nm、折射率为3.4744；其下/上包层材料均为SiO2，下包层SiO2厚度为2μm、上包层SiO2厚度为1μm、折射率为1.4404。
对于光栅滤波器的模式解复用器，采用绝热渐变耦合波导的结构。
对于第一光栅滤波器的反对称多模波导光栅，选取参数为光栅总宽度为850nm，光栅齿深度为185nm，光栅周期为256nm，光栅周期数为200，光栅占空比为0.5，前/后渐变光栅的周期数为20。
对于第二光栅滤波器的反对称多模波导光栅，选取参数为光栅总宽度为850nm，光栅齿深度为220nm，光栅周期为278nm，光栅周期数为100，光栅占空比为0.5，前/后渐变光栅的周期数为20。
对于第三光栅滤波器的反对称多模波导光栅，选取参数为光栅总宽度为1100nm，光栅齿深度为240nm，光栅周期为240nm，光栅周期数为200，光栅占空比为0.5，前/后渐变光栅的周期数为20。
对于第四光栅滤波器的反对称多模波导光栅，选取参数为光栅总宽度为1100nm，光栅齿深度为180nm，光栅周期为324nm，光栅周期数为200，光栅占空比为0.5，前/后渐变光栅的周期数为20。
对于四个光栅滤波器的反对称多模波导光栅，均采用了相位切趾的方案，切趾形式为高斯切趾。
经三维时域有限差分算法对器件的四个光栅滤波器的反对称多模波导光栅分别进行了仿真验证。图4(a)–4(d)对应为第一光栅滤波器、第二光栅滤波器、第三光栅滤波器和第四光栅滤波器的反对称多模波导光栅的仿真结果，由图可知本发明的器件在1270nm、1310nm、1490nm和1577nm通道分别可以获得20nm、40nm、20nm和5nm的1dB带宽，三个通道均有平顶的响应，三个通道的插入损耗均<0.5dB，四个通道的串扰均<-26dB。由此可见，本发明的器件可以获得一个具有低插损、低串扰的WDM1r合波器。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种面向PON的WDM1r合波器，其特征在于：包括输入波导(1)、连接波导(2)、输出波导(3)、第一光栅滤波器(a1)、第二光栅滤波器(a2)、第三光栅滤波器(a3)、第四光栅滤波器(a4)、第一滤模器(b1)、第二滤模器(b2)和第三滤模器(b3)；输入波导(1)的输出端与第一光栅滤波器(a1)的输入端相连，第一光栅滤波器(a1)的输入端依次经第一滤模器(b1)、第二光栅滤波器(a2)、第二滤模器(b2)、连接波导(2)、第三光栅滤波器(a3)、第三滤模器(b3)和第四光栅滤波器(a4)的输入端相连，第四光栅滤波器(a4)的输出端与输出波导(3)相连；其中第一光栅滤波器(a1)的中心波长为1270nm，第二光栅滤波器(a2)的中心波长为1310nm，第三光栅滤波器(a3)的中心波长为1490nm，第四光栅滤波器(a4)的中心波长为1577nm。
2.根据权利要求1所述的一种面向PON的WDM1r合波器，其特征在于：
所述的四个光栅滤波器结构类似，每个光栅滤波器均主要由模式解复用器(an1)、多模波导光栅(an2)和输出渐变波导(n08)依次连接构成，n＝1,2,3,4；模式解复用器(an1)包括输入波导(n01)、下载波导(n02)、模式解复用工作区(n03)和输出波导(n04)，输入波导(n01)的输入端连接到当前光栅滤波器之前所连接的滤模器的输出端，输入波导(n01)的输出端和下载波导(n02)的输入端均连接到模式解复用工作区(n03)的一端，模式解复用工作区(n03)另一端连接到输出波导(n04)的输入端，输出波导(n04)输出端连接到多模波导光栅(an2)的输入端，输入波导(n01)的输入端作为模式解复用器的输入端，输出波导(n04)的输出端作为模式解复用器的输出端口，下载波导(n02)的输出端作为模式解复用器的下载端口，同时也是WDM1r合波器的输出波导。
3.根据权利要求2所述的一种面向PON的WDM1r合波器，其特征如下：
四个光栅滤波器的多模波导光栅(an2)结构主要由前渐变光栅(n05)、反对称多模波导光栅(n06)和后渐变光栅(n07)依次连接而成，其中前渐变光栅(n05)的输入端作为多模波导光栅的输入端，后渐变光栅(n07)的输出端作为多模波导光栅的输出端。
4.根据权利要求2所述的一种光栅型WDM1r合波器，其特征如下：
所述的输入波导(1)是工作波长为1270nm和1310nm通道信号的输入端口，同时也是1490nm和1577nm通道信号的输出端口，第一输出波导(102)为1270nm通道信号的输出端口，第二输出波导(202)为1310nm通道信号的输出端口，第三输出波导(302)为1490nm通道信号的输入端口，第四输出波导(402)为1577nm通道信号的输入端口；
所述的第一光栅滤波器(a1)、第二光栅滤波器(a2)、第三光栅滤波器(a3)和第四光栅滤波器(a4)的反对称多模波导光栅的中心布拉格波长分别为1270nm、1310nm、1490nm和1577nm，对应的带宽分别为20nm、40nm、20nm和5nm。
5.根据权利要求2所述的一种面向PON的WDM1r合波器，其特征在于：
所述的反对称多模波导光栅(n06)实现TE0模式反向耦合为TE1模式，满足相位匹配条件(n0+n1)/2＝λ/Λ，式中n0为TE0模式的有效折射率，n1为TE1模式有效折射率，λ为布拉格波长，Λ为光栅齿周期。
6.根据权利要求3所述的一种面向PON的WDM1r合波器，其特征在于：
所述的多模波导光栅的反对称多模波导光栅采用切趾光栅结构。
7.根据权利要求1所述的一种面向PON的WDM1r合波器，其特征在于：
所述的滤模器滤除波导中的高阶横电模，并保留横电基模，可以但不限于采用弯曲波导等结构。
CN202010441561.0A 2020-05-22 2020-05-22 一种面向PON的WDM1r合波器 Active CN111736266B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010441561.0A CN111736266B (zh) 2020-05-22 2020-05-22 一种面向PON的WDM1r合波器
PCT/CN2020/132121 WO2021232731A1 (zh) 2020-05-22 2020-11-27 一种面向PON的WDM1r合波器
US17/780,027 US11855755B2 (en) 2020-05-22 2020-11-27 WDM1r combiner for PON

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010441561.0A CN111736266B (zh) 2020-05-22 2020-05-22 一种面向PON的WDM1r合波器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111736266A true CN111736266A (zh) 2020-10-02
CN111736266B CN111736266B (zh) 2021-11-19

Family

ID=72647606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010441561.0A Active CN111736266B (zh) 2020-05-22 2020-05-22 一种面向PON的WDM1r合波器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11855755B2 (zh)
CN (1) CN111736266B (zh)
WO (1) WO2021232731A1 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021184042A1 (en) * 2020-03-10 2021-09-16 Cisco Technology, Inc. Cascaded arrangement of two-mode bragg gratings in multiplexing applications
WO2021232731A1 (zh) * 2020-05-22 2021-11-25 浙江大学 一种面向PON的WDM1r合波器
CN114791648A (zh) * 2022-05-17 2022-07-26 南京邮电大学 高通低滤型滤模器及其制备方法
CN115016060A (zh) * 2022-05-19 2022-09-06 浙江大学 一种超低串扰的级联光栅型多通道片上滤波器
CN115236799A (zh) * 2022-05-19 2022-10-25 浙江大学 一种横向振幅切趾的光栅型铌酸锂光学滤波器
WO2023160483A1 (zh) * 2022-02-28 2023-08-31 华为技术有限公司 一种波导光栅滤波器，相关设备以及系统
CN117233888A (zh) * 2023-11-10 2023-12-15 武汉华工正源光子技术有限公司 光栅滤波器及基于布拉格光栅的波分复用解复用器

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022209044B3 (de) 2022-08-31 2024-01-25 Humboldt-Universität zu Berlin, Körperschaft des öffentlichen Rechts Bauelement und verfahren zu dessen herstellung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102013921A (zh) * 2009-09-04 2011-04-13 中兴通讯股份有限公司 一种用于无源光网络的波分复用滤波器
JP4924731B2 (ja) * 2010-02-26 2012-04-25 沖電気工業株式会社 光パルス時間拡散装置
CN109870767A (zh) * 2019-02-22 2019-06-11 浙江大学 一种光栅型单纤三向复用器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5982518A (en) * 1996-03-27 1999-11-09 Ciena Corporation Optical add-drop multiplexers compatible with very dense WDM optical communication systems
CN102480651B (zh) * 2010-11-23 2015-07-22 中兴通讯股份有限公司 多速率光信号传输方法、系统及光网络单元
CN103051984B (zh) * 2011-10-14 2017-09-12 中兴通讯股份有限公司 光信号传输方法及装置
JP6264922B2 (ja) * 2014-02-13 2018-01-24 沖電気工業株式会社 光波長フィルタ及び合分波素子
CN105759362A (zh) * 2016-05-13 2016-07-13 龙岩学院 一种基于反对称多模布拉格波导光栅的带通带阻滤波器
CN105866893B (zh) * 2016-06-08 2019-01-15 龙岩学院 一种基于反对称多模布拉格波导光栅的光分插复用器
CN109407209B (zh) * 2018-12-25 2020-06-12 龙岩学院 一种基于模式转换器和布拉格波导光栅的光波分模分混合复用解复用器
US10852472B1 (en) * 2019-06-18 2020-12-01 Cisco Technology, Inc. Multiple stage Bragg gratings in multiplexing applications
US11002980B1 (en) * 2020-03-10 2021-05-11 Cisco Technology, Inc. Cascaded arrangement of two-mode Bragg gratings in multiplexing applications
CN111736266B (zh) * 2020-05-22 2021-11-19 浙江大学 一种面向PON的WDM1r合波器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102013921A (zh) * 2009-09-04 2011-04-13 中兴通讯股份有限公司 一种用于无源光网络的波分复用滤波器
JP4924731B2 (ja) * 2010-02-26 2012-04-25 沖電気工業株式会社 光パルス時間拡散装置
CN109870767A (zh) * 2019-02-22 2019-06-11 浙江大学 一种光栅型单纤三向复用器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DAJIAN LIU 等: "low-loss and low-crosstalk silicon triplexer based on cascaded multimode waveguide gratings", 《OPTICS LETTERS》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021184042A1 (en) * 2020-03-10 2021-09-16 Cisco Technology, Inc. Cascaded arrangement of two-mode bragg gratings in multiplexing applications
US11467420B2 (en) 2020-03-10 2022-10-11 Cisco Technology, Inc. Cascaded arrangement of two-mode Bragg gratings in multiplexing applications
WO2021232731A1 (zh) * 2020-05-22 2021-11-25 浙江大学 一种面向PON的WDM1r合波器
WO2023160483A1 (zh) * 2022-02-28 2023-08-31 华为技术有限公司 一种波导光栅滤波器，相关设备以及系统
CN114791648A (zh) * 2022-05-17 2022-07-26 南京邮电大学 高通低滤型滤模器及其制备方法
CN115016060A (zh) * 2022-05-19 2022-09-06 浙江大学 一种超低串扰的级联光栅型多通道片上滤波器
CN115236799A (zh) * 2022-05-19 2022-10-25 浙江大学 一种横向振幅切趾的光栅型铌酸锂光学滤波器
CN115236799B (zh) * 2022-05-19 2024-02-02 浙江大学 一种横向振幅切趾的光栅型铌酸锂光学滤波器
CN117233888A (zh) * 2023-11-10 2023-12-15 武汉华工正源光子技术有限公司 光栅滤波器及基于布拉格光栅的波分复用解复用器
CN117233888B (zh) * 2023-11-10 2024-03-19 武汉华工正源光子技术有限公司 光栅滤波器及基于布拉格光栅的波分复用解复用器

Also Published As

Publication number Publication date
US20220416930A1 (en) 2022-12-29
US11855755B2 (en) 2023-12-26
CN111736266B (zh) 2021-11-19
WO2021232731A1 (zh) 2021-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111736266B (zh) 一种面向PON的WDM1r合波器
CN109870767B (zh) 一种光栅型单纤三向复用器
US9780903B2 (en) Optical wavelength demultiplexer having optical interference filters connected in cascade
CN108445586B (zh) 一种基于硅基波导光栅的偏振不相关的带通滤波器
CN111025465B (zh) 自由光谱区可调谐光滤波器
DE102009021043A1 (de) Planare Lichtwellenschaltung und abstimmbare Laservorrichtung, die diese aufweist
US20010024543A1 (en) Mach-zehnder based filter demultiplexers and method
CN111736265B (zh) 一种光栅型偏振不敏感的多通道波分复用接收器
DE60038034T2 (de) Verfahren und vorrichtung für optisches multiplexen/demultiplexen
CN108508530A (zh) 耦合四芯光纤
US7496253B2 (en) Wide passband optical interleaver
US8406579B2 (en) Wavelength division multiplexing and optical modulation apparatus
JP2003504667A (ja) 波長選択性デバイスおよびスイッチおよびそれを使った方法
CN109644064B (zh) 波分复用设备和方法
US6834141B1 (en) Wide pass-band interferometric optical device utilizing an optical ring-resonator
CN1874195B (zh) 基于tff的复用/解复用器roadm
CN105700082A (zh) 基于硅基迈克尔逊gt干涉仪的可调交织器
CA2379155A1 (en) Method and devices for multiplexing and de-multiplexing multiple wavelengths
CN115016060B (zh) 一种超低串扰的级联光栅型多通道片上滤波器
CN116990903A (zh) 基于级联法布里-珀罗光滤波器的片上密集波分复用系统
CN109617643A (zh) 可重构光分插复用器与网络传输系统
JP5798096B2 (ja) アレイ導波路回折格子型ルータ
CN208314255U (zh) 一种介质膜型波分复用器
CN116736446A (zh) 一种具有超大自由光谱范围的法布里-珀罗光学滤波器
CN118068483A (zh) 光栅型双波带滤波器及波长信号插分复用的实现方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant