CN114764166A - 一种稀疏波分复用、解复用器及收发一体的稀疏波分装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种稀疏波分复用器、稀疏波分解复用器及收发一体的稀疏波分装置，将波导、布拉格光栅、空气槽以及波导总线集成在一张基片上，通过将波导、布拉格光栅合理分布在空气槽的两侧，以利用布拉格光栅对不同波长的光信号的反射作用，实现对多路光信号的复合，以及对由多路光信号复合而成的复合光信号的解复合。本申请所提供的稀疏波分复用器、稀疏波分解复用器以及收发一体的稀疏波分装置的集成度高，而且，光信号在复合或者解复合的过程中均在空气槽中进行传播，由于空气槽所提供的传播环境对光信号的模式无要求，因此，光信号在传播的过程中无需更改模式，可以保证光信号的模式不被破坏。

Description

一种稀疏波分复用、解复用器及收发一体的稀疏波分装置

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种稀疏波分复用器、复用器及收发一体的稀疏波分装置。

背景技术

随着互联网的普遍使用，为了满足迅猛增长的通信需求，使用光纤通信来提高光信号的传输速率，从而在相同的时间内传输更多路数的光信号。通常一条光纤只用于传输一路光信号，如果需要传输多路光信号，就需要敷设多条光纤。为了减少光纤数量，可以利用波分复用(wavelength division multiplexing，WDM)在发送端将多路光信号汇合在一起，形成复合光信号在一条光纤内传输，并在接收端先对复合光信号进行解复合，重新得到每一路光信号，再对每一路光信号进行处理。

WDM包括稀疏波分复用(coarse wavelength division multiplexing，CWDM)和密集波分复用(dense wavelength division multiplexing，DWDM)，其中，CWDM的调制激光采用非冷却激光，即电子调谐，因此成本更低，具有更广泛的应用前景。CWDM装置包括两部分复用器和解复用器，复用器和解复用器可以利用薄膜滤波片分别实现光信号的复合和解复合，在复用器和解复用器中设置多个薄膜滤波片，每个薄膜滤波片只允许指定波长的光信号通过，反射其余的光信号，这样，就可以通过多个薄膜滤波片的配合实现多路光信号的复合，以及将复合光信号分离为多个光信号。但是，由于多个薄膜滤波片为空间光学分立器件，集成度较低，因此封装后的尺寸较大，造成光信号在复用器和解复用器中的光程较长，光场发散明显，光信号的传播质量较差。

为了解决上述问题，利用光子集成回路(Photonic Integrated Circuit，PIC)技术来增加器件的集成度，即将若干光器件集成在一片基片上，构成一个整体，器件之间以波导连接，形成具有特定功能的光路。例如在基片上设置级联多个波导光栅滤波器来实现CWDM装置的复用器和解复用器，每个波导光栅滤波器由多模波导和布拉格光栅组成，不同波导光栅滤波器之间也通过波导连接，由此，光信号在各个波导光栅滤波器中传输的过程中，都需要经过波导的传输，由于波导仅允许指定模式的光信号通过，容易丢失其它模式的光信号，因此，光信号在每个波导光栅滤波器中传输时需要经过多次模式的转换，容易造成光信号模式的破坏，从而令CWDM装置无法与模分复用装置兼容。

发明内容

本申请提供了一种稀疏波分复用器、解复用器及收发一体的稀疏波分装置，以实现在利用波导提高各器件的集成度的基础上，光信号在各器件的传输过程中无需转换模式，从而保护光信号的模式。

第一方面，本申请提供了一种稀疏波分复用器，所述稀疏波分复用器包括：基片、第一波导、第一布拉格光栅、第二波导、空气槽和波导总线；

所述第一波导、所述第一布拉格光栅、所述第二波导、所述空气槽和所述波导总线均集成于所述基片上；

所述第一波导用于传输第一光信号，所述第二波导用于传输第二光信号，其中，所述第一光信号与所述第二光信号具有不同的波长；

所述第一布拉格光栅设置于所述第二波导与所述空气槽之间，

所述第一光信号和所述第二光信号经所述第一布拉格光栅和所述空气槽进入所述波导总线。

这样，可以利用布拉格光栅对不同波长的光信号的反射作用，将两路光信号复合为一路，而且，光信号在复合的过程中在空气槽中进行传播，由于空气槽所提供的传播环境对光信号的模式无要求，因此，光信号在传播的过程中无需更改模式，可以保证光信号的模式不被破坏。

在一种实现方式中，所述第一波导与所述第二波导位于所述空气槽的同一侧，所述基片上还集成有第二布拉格光栅；

所述第二布拉格光栅设置于所述空气槽中所述第一波导所在侧的另一侧；

所述第一光信号经所述第二布拉格光栅反射后，入射在所述第一布拉格光栅上。

这样，可以将从同一方向射入的两路光信号复合为一路光信号。

在一种实现方式中，所述第一波导与所述第二波导位于所述空气槽的不同侧；

所述第一光信号经过所述空气槽入射在所述第一布拉格光栅上。

这样，可以将从不同方向射入的两路光信号复合为一路光信号。

在一种实现方式中，所述第一光信号被所述第一布拉格光栅反射后得到的反射光信号的传播光路与所述第二光信号的传播光路重合。

这样，可以保证第一光信号与第二光信号可以有效复合。

在一种实现方式中，所述基片上还集成有第三波导和第三布拉格光栅，所述第三波导用于传输第三光信号；

所述第三布拉格光栅设置于所述第一波导与所述空气槽之间，

所述第三波导与所述第二波导设置在所述空气槽的同一侧；

第三光信号经所述第三布拉格光栅反射后得到的反射光信号的传播光路与所述第一光信号的传播光路重合。

这样，可以将从不同方向射入的三路光信号复合为一路光信号。

在一种实现方式中，所述基片上还集成有第四波导、第四布拉格光栅和第五布拉格光栅，所述第四波导用于传输第三光信号；

所述第四波导与所述第一波导设置在所述空气槽的同一侧，

所述第四布拉格光栅设置于所述第一波导与所述空气槽之间，

所述第五布拉格光栅与所述第二波导设置在所述空气槽的同一侧；

所述第三光信号经过所述第五布拉格光栅反入射在所述第四布拉格光栅上，所述第三光信号经所述第四布拉格光栅反射后得到的反射光信号的传播光路与所述第一光信号的传播光路重合。

这样，可以将从不同方向射入的三路光信号复合为一路光信号。

在一种实现方式中，位于所述空气槽同一侧的相邻两个波导之间的垂直距离大于或者等于所述相邻两个波导对接的光纤的直径。

这样，可以保证通过光纤传输的光信号可以准确进入波导中，并进行后续的复合。

第二方面，本申请提供了一种稀疏波分解复用器，所述稀疏波分解复用器包括基片、第一波导、第二波导、空气槽、第一布拉格光栅和波导总线；

所述第一波导、所述第一布拉格光栅、所述第二波导、所述空气槽和所述波导总线均集成于所述基片上；

所述波导总线用于发射复合光信号，所述复合光信号由第一光信号和第二光信号复合形成，所述第一光信号与所述第二光信号具有不同的波长，所述第一波导用于传输所述第一光信号，所述第二波导用于传输所述第二光信号；

所述第一布拉格光栅设置于所述第二波导与所述空气槽之间，其中，所述第二光信号经过所述空气槽与所述第一布拉格光栅进入所述第二波导；

所述第一光信号经所述第一布拉格光栅反射后进入所述第一波导。

这样，可以利用布拉格光栅对由不同波长的光信号的反射作用对由两路光信号复合而成的复合光信号进行解复合，而且，复合光信号在解复合的过程中在空气槽中进行传播，由于空气槽所提供的传播环境对光信号的模式无要求，因此，光信号在传播的过程中无需更改模式，可以保证光信号的模式不被破坏。

在一种实现方式中，所述第一波导与所述第二波导位于所述空气槽的同一侧，所述基片上还集成有第二布拉格光栅；

所述第二布拉格光栅设置于所述空气槽中所述第一波导所在侧的另一侧，

所述第一光信号经所述第一布拉格光栅和所述第二布拉格光栅反射后进入所述第一波导。

这样，可以将解复合后的两路光信号从同一方向输出。

在一种实现方式中，所述第一波导与所述第二波导位于所述空气槽的不同侧；

所述第一光信号经所述第一布拉格光栅反射后进入所述第一波导。

这样，可以将解复合后的两路光信号从不同方向输出。

在一种实现方式中，所述复合光信号还包括第三光信号，所述复合光信号还包括第三光信号，所述第三光信号与所述第一光信号和所述第二光信号具有不同的波长，所述基片上还集成有第三波导和第三布拉格光栅，所述第三波导用于传输所述第三光信号；

所述第三布拉格光栅设置于所述第一波导与所述空气槽之间；

所述第三波导与所述第二波导设置在所述空气槽的同一侧；

所述第三光信号经过所述第一布拉格光栅和所述第二布拉格光栅反射后进入所述第三波导。

这样，可以将解复合后的三路光信号从不同方向输出。

在一种实现方式中，所述复合光信号还包括第三光信号，所述第三光信号与所述第一光信号和所述第二光信号具有不同的波长，所述基片上还集成有第四波导、第四布拉格光栅和第五布拉格光栅，所述第四波导用于传输所述第三光信号；

所述第四波导与所述第一波导设置在所述空气槽的同一侧；

所述第四布拉格光栅设置于所述第一波导与所述空气槽之间；

所述第五布拉格光栅与所述第二波导设置在所述空气槽的同一侧；

所述第三光信号经过所述第一布拉格光栅、所述第四布拉格光栅和所述第五布拉格光栅反射后进入所述第四波导。

这样，可以将解复合后的三路光信号从不同方向输出。

在一种实现方式中，位于所述空气槽同一侧的相邻两个波导之间的垂直距离大于或者等于所述相邻两个波导对接的光纤的直径。

这样，可以保证解复合后的光信号可以准确进入对应的光纤中进行传输。

第三方面，本申请提供了一种稀疏波分装置，所述稀疏波分装置包括上述稀疏波分复用器以及上述稀疏波分解复用器。

这样，可以通过上述稀疏波分复用器和上述稀疏波分解复用器组成一组CWDM装置进行多路光信号的传输，可以有效提高通信效率。

第四方面，本申请提供了一种收发一体的稀疏波分装置，所述装置包括基片、复合单元、解复合单元、空气槽和波导总线；

所述复合单元、所述解复合单元、所述空气槽和所述波导总线均集成于所述基片上；

所述复合单元包括第一波导、第二波导和第一布拉格光栅，所述波导总线用于传输复合后的光信号；

所述第一布拉格光栅设置于所述第二波导与所述空气槽之间，所述第一波导用于传输第一光信号，所述第二波导用于传输第二光信号，所述第一光信号与所述第二光信号具有不同的波长；

所述第一光信号和所述第二光信号经所述第一布拉格光栅和所述空气槽进入所述波导总线；

所述解复合单元包括第三波导、第四波导和第二布拉格光栅，所述波导总线还用于输入由第三光信号和第四光信号复合形成的复合光信号，所述第三波导用于传输所述第三光信号，所述第四波导用于传输所述第四光信号，所述第三光信号与所述第四光信号具有不同的波长；

所述第二布拉格光栅设置于所述第三波导与所述空气槽之间；

所述第三光信号通过所述第二布拉格光栅进入所述第三波导；

所述第四光信号经所述第二布拉格光栅反射后进入所述第四波导。

这样，可以通过该收发一体的CWDM装置同时实现光信号的复合与解复合，可以利用布拉格光栅对由不同波长的光信号的反射作用，将两路光信号复合为一路，也可以将由两路光信号复合而成的复合光信号解复合为单路光信号，可以有效提高CWDM装置的整体集成度。而且，光信号在复合或者解复合的过程中均在空气槽中进行传播，由于空气槽所提供的传播环境对光信号的模式无要求，因此，光信号在传播的过程中无需更改模式，可以保证光信号的模式不被破坏。

在一种实现方式中，所述第一波导与所述第二波导位于所述空气槽的同一侧，所述基片上还集成有第三布拉格光栅；

所述第三布拉格光栅设置于所述空气槽中所述第一波导所在侧的另一侧；

所述第一光信号经所述第三布拉格光栅反射后，入射在所述第一布拉格光栅上。

这样，可以将从同一方向射入的光信号进行复合。

在一种实现方式中，所述第一波导与所述第二波导位于所述空气槽的同一侧，且所述第一波导、所述第二波导与所述第三波导、所述第四波导位于所述空气槽的不同侧；

所述第一光信号经所述第二布拉格光栅反射后，入射在所述第一布拉格光栅上。

这样，复合单元与解复合单元可以通过共用同一个布拉格光栅，以进一步提高CWDM装置的集成度。

在一种实现方式中，所述第一波导与所述第二波导位于所述空气槽的不同侧；

所述第一光信号通过所述空气槽入射在所述第一布拉格光栅上。

这样，可以将从不同方向射入的光信号进行复合。

在一种实现方式中，所述第三波导与所述第四波导位于所述空气槽的同一侧，所述基片上还集成有第四布拉格光栅；

所述第四布拉格光栅设置于所述空气槽中所述第三波导所在侧的另一侧；

所述第四光信号经所述第二布拉格光栅和所述第四布拉格光栅反射后进入所述第四波导。

这样，可以将解复合后的光信号从同一个方向输出。

在一种实现方式中，所述第三波导与所述第四波导位于所述空气槽的同一侧，且所述第一波导、所述第二波导与所述第三波导、所述第四波导位于所述空气槽的不同侧，所述基片还集成有第五布拉格光栅；

所述第五布拉格光栅设置于所述第一波导与所述空气槽之间；

所述第四光信号经所述第五布拉格光栅反射后进入所述第四波导。

这样，可以通过将第五布拉格光栅设置在第一波导与空气槽之间，以提高CWDM装置的集成度。

在一种实现方式中，所述第三波导与所述第四波导位于所述空气槽的不同侧；

所述第四光信号经所述第二布拉格光栅反射后进入所述第四波导。

这样，可以将解复合后的光信号从不同方向输出。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种数据传输的场景示意图；

图2为本申请实施例提供的一种通过CWDM装置实现数据传输的场景示意图；

图3为本申请实施例提供的第一种稀疏波分复用器的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的第二种稀疏波分复用器的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的第三种稀疏波分复用器的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的第四种稀疏波分复用器的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的第五种稀疏波分复用器的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的第六种稀疏波分复用器的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的第一种稀疏波分解复用器的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的第二种稀疏波分解复用器的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的第三种稀疏波分解复用器的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的第四种稀疏波分解复用器的结构示意图；

图13为本申请实施例提供的第五种稀疏波分解复用器的结构示意图；

图14为本申请实施例提供的第六种稀疏波分解复用器的结构示意图；

图15为本申请实施例提供的第一种收发一体的CDWM装置的结构示意图；

图16为本申请实施例提供的第二种收发一体的CDWM装置的结构示意图；

图17为本申请实施例提供的第三种收发一体的CDWM装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

网络节点之间可以通过光纤来传输光信号，从而实现节点之间的数据传输，如图1所示，图1为本申请实施例提供的一种数据传输的场景示意图，A节点与B节点之间敷设8芯光纤，每条光纤对接一条数据传输通路，可以形成4个光通信系统。为了提高光纤的利用率，可以利用CWDM装置来增加一条光纤中所能传输的光信号的数量。

CWDM装置适用于点对点、以太网、同步数字体系(Synchronous DigitalHierarchy，SDH)环等网络结构，特别是短距、高带宽、接入点密集的应用场合。在实际应用中，既可以直接应用CWDM装置进行城域核心层、汇聚层组网，也可以将CWDM装置与路由器结合起来组织汇聚层网络，或与以太网结合组织城域接入层网络等。如图2所示，图2为本申请实施例提供的一种通过CWDM装置实现数据传输的场景示意图，与图1提供的场景相比，在A节点和B节点之间增加CWDM装置，例如在A节点处设置第一稀疏波分复用器和第二稀疏波分解复用器(未在图中具体示出)，在B节点设置第二稀疏波分复用器和第一稀疏波分解复用器(未在图中具体示出)，其中，第一稀疏波分复用器与第一稀疏波分解复用器相对应，第二稀疏波分复用器与第二稀疏波分解复用器相对应，第一稀疏波分复用器与第二稀疏波分复用器均为4波长CWDM稀疏波分复用器，即可以将A节点和B节点中四个光通信系统发送的光信号(也就是单类型光信号)复合为一个光信号(也就是复合光信号)，第一稀疏波分解复用器与第二稀疏波分解复用器均为4波长CWDM稀疏波分解复用器，即可以将A节点和B节点接收到的复合后的光信号(也就是复合光信号)分离为四个独立的光信号(也就是单类型光信号)。这样，A节点与B节点之间仅通过2条光纤即可对接4个光通信系统的数据传输，而剩余6条光纤仍然可以组成3个光通信系统，相当于A节点与B节点之间可以开通的光通信系统数量为7个，显著提高了光纤的利用率，由于可开通的光通信系统的数量增加了，也提高了A节点与B节点之间的数据传输效率。

由上文可知，图2中提供的CWDM装置包括两部分，即稀疏波分复用器和稀疏波分解复用器，分别设置于光纤的两端，其中，稀疏波分复用器用于在光信号发送端将多路光信号汇聚为一个复合光信号，稀疏波分解复用器用于在光信号接收端将复合光信号分离为多个光信号。现有CWDM装置的集成度较低，封装后尺寸较大，且即使使用PIC技术集成在芯片之后，也需要在复合和分离光信号时不断转换光信号的模式，以使光信号可以在波导中传输，从而容易破坏光信号的模式。为了解决上述问题，本申请实施例提供了如下收发一体的稀疏波分装置。

实施例一

为了便于理解本申请的技术方案，以下对布拉格光栅以及布拉格光栅反射的概念作简单介绍。

光栅是指固定的折射率调制，具有滤波功能，布拉格光栅是指对布拉格波长具有过滤作用的光栅，其中，布拉格波长是指满足布拉格条件的波长。布拉格光栅会对具有布拉格波长的光信号进行反射，这种反射可以称为高反射(High Reflective，HR)，而其它波长的光信号不受布拉格光栅的影响，即其它波长的光信号可以通过布拉格光栅继续传播，也可以称布拉格光栅对其它波长的光信号低反射(Low Reflective，LR)。

在本实施例中，提供了由独立的稀疏波分复用器和稀疏波分解复用器组成的CDWM装置，在使用时，稀疏波分复用器设置于光纤上发送光信号的一端，稀疏波分解复用器设置于光纤上接收光信号的一端，稀疏波分复用器用于复合至少两路光信号，稀疏波分解复用器用于解复合由至少两路光信号复合而成的复合光信号，其中，稀疏波分复用器可以复合的光信号的路数与稀疏波分解复用器可以解复合的光信号的路数相等。在本实施例中，稀疏波分复用器的具体结构可以如下：

以对两路光信号进行复合为例，在一种实现方式中，两路光信号从同一个方向发射进行复合，可以采用如图3所示的稀疏波分复用器，图3为本申请实施例提供的第一种稀疏波分复用器的结构示意图，该稀疏波分复用器包括基片31、第一波导32、第二波导33、空气槽34、第二布拉格光栅35、第一布拉格光栅36和波导总线37。可以利用PIC技术，令第一波导32、第二波导33、空气槽34、第二布拉格光栅35、第一布拉格光栅36和波导总线37集成于基片31上。例如，在基片31上悬涂光刻胶，然后利用电子束光刻机(Electron BeamLithography，EBL)在光刻胶上曝光获得雕刻模板，再利用感应耦合等离子体刻蚀机(inductively coupled plasma，ICP)在雕刻模板上进行刻蚀，得到稀疏波分复用器，利用PIC技术得到的稀疏波分复用器，各器件的集成度较高，而且上述各器件的尺寸较小，例如空气槽34仅为纳米级，因此，稀疏波分复用器的面积尺寸也较小，通常可以小于10×10μm²。

在上述稀疏波分复用器中，基片31可以为绝缘衬底硅(Silicon-On-Insulator，SOI)或者聚合物材料。第一波导32和第二波导33均设置于空气槽34的同侧(如图3所示，为空气槽34的左侧)，并与光信号发射装置对接，用于分别引导第一光信号和第二光信号射入空气槽34，满足第一光信号与第二光信号从同一个方向发射。其中，第一光信号和第二光信号对应不同的波长。空气槽34对设置于两侧的器件起到光路连接的作用，即第一光信号和第二光信号从空气槽34左侧的器件射入，在空气槽34中传播后，从空气槽34的右侧射出，并直接射入空气槽34右侧的器件内，以实现光信号从空气槽34左侧的器件传输至空气槽34右侧的器件。其中，可以在空气槽34中传播的光信号对光信号的模式没有要求，因此，光信号从空气槽34射入和射出均无需改变模式，也因此不会对光信号的模式造成破坏。第二布拉格光栅35设置于空气槽34的右侧，可以对第二布拉格光栅35的折射率和布拉格周期进行设置，以使第二布拉格光栅35对第一光信号高反射，即第二布拉格光栅35可以反射第一光信号。第一布拉格光栅36设置于空气槽34的左侧，可以对第一布拉格光栅36的折射率和布拉格周期进行设置，以使第一布拉格光栅36仅对第二光信号低射效果，这样，第一布拉格光栅36就会对其它光信号(例如第一光信号)高反射，即第一布拉格光栅36可以通过第二光信号，而反射第一光信号。

为了复合第一光信号和第二光信号，并且将复合后的复合光信号输入波导总线37，上述第一波导32、第二波导33、空气槽34、第一布拉格光栅35、第二布拉格光栅36以及波导总线37的设置满足如下条件：第一波导32和第二波导33之间的垂直距离L大于与第一波导32和第二波导33对接的光纤的直径，可以通过调整空气槽34的倾角θ和空气槽34的宽度w来实现，这样，可以令光纤准确对接第一波导32和第二波导33，从而令光纤传输的两路光信号准确进入第一波导32和第二波导33。第一波导32射出的第一光信号经过第二布拉格光栅35的反射可以射入第一布拉格光栅36，且第一光信号在第一布拉格光栅36上的入射点与第二光信号在第一布拉格光栅36上的入射点重合，第一光信号经第一布拉格光栅36反射后的光路与第二光信号的传播光路重合，从而令第一光信号和第二光信号复合为一条光路，得到复合光信号。可见，需要在空气槽34中多次传播的光信号，例如第一光信号，可以按照一定的传播规则在空气槽34中传播，例如通过各个布拉格光栅，如第二布拉格光栅35和第一布拉格光栅36的反射作用，在空气槽34中以之字形路线进行传播。第二波导32与空气槽34之间设置第一布拉格光栅36，由于第一布拉格光栅36对第二光信号低反射，因此，第二光信号可以通过第一布拉格光栅36进入空气槽34，第二波导33的位置满足第二光信号从空气槽34射出后可以直接进入波导总线37。由此，复合光信号可以射入波导总线37。由波导总线37对接一条光纤，将复合光信号输出。

进一步地，当对两路以上的光信号进行复合时，且这些光信号均从同一个方向发射进行复合，可以在图3提供的稀疏波分复用器的基础上通过增加波导以及布拉格光栅，得到可以复合更多光路的光信号的稀疏波分复用器。

以对三路光信号进行复合为例，在图3提供的稀疏波分复用器的基础上，在第一波导32和第二波导33的同侧增加一个波导，以增加一路光信号(也就是第三光信号)，可以采用如图4所示的稀疏波分解复用器，图4为本申请实施例提供的第二种稀疏波分复用器的结构示意图，该稀疏波分复用器包括基片31、第一波导32、第二波导33、空气槽34、第二布拉格光栅35、第一布拉格光栅36、波导总线37、第三波导41、第三布拉格光栅42和第四布拉格光栅43。可以利用PIC技术在图3所示的稀疏波分复用器的基础上继续集成第三波导41、第三布拉格光栅42和第四布拉格光栅43，得到图4所示的稀疏波分复用器，该过程不赘述。第一波导32、第二波导33、第三波导41设置于空气槽34的同侧，第三波导41用于发射第三光信号，以满足三条光路的光信号从同一个方向发射。在本实施例中，第三波导41位于第一波导32的上方，显然第三光信号需要在空气槽34中经过多次传播才能够进入波导总线37，因此，第三光信号也需要按照光路的传播规则(例如上文提到的之字形路线)在空气槽34中传播。为了令第三光信号按照传播规则在空气槽34中呈之字形传播，可以将第三布拉格光栅42和第四布拉格光栅43分别设置于空气槽34的两侧，令第三光信号依次通过第三布拉格光栅42和第四布拉格光栅43的反射作用进入第二布拉格光栅35。其中，第三布拉格光栅42设置为对光路3高反射，这样，光路3经第三布拉格光栅42的反射可以射入第四布拉格光栅43。将第四布拉格光栅43设置为仅对第一光信号低反射，这样，第一光信号可以通过第四布拉格光栅43，而第三光信号会继续被第四布拉格光栅43反射，其中，第三光信号在第四布拉格光栅43上的入射点与第一光信号在第四布拉格光栅43上的入射点重合，且经过第四布拉格光栅43反射的第三光信号与第一光信号重合，从而令第三光信号与第一光信号复合为一条光路。上述复合得到的光路经过第二布拉格光栅35的反射入射到第一布拉格光栅36上，其中，复合得到的光路经第二布拉格光栅35和第一布拉格光栅36的反射与第二光信号复合的过程可以参见上文与图3对应的部分，此处不再赘述。需要注意的是，在本实现方式中，第二布拉格光栅35不仅对第一光信号高反射，而且对第三光信号高反射，可以通过调节第二布拉格光栅35的折射率和布拉格周期，以使第二布拉格光栅35对第一光信号和第三光信号高反射。至此，第一光信号、第二光信号与第三光信号复合为一条光路，并从波导总线37输出。

第三波导41也可以添加在与第一波导32和第二波导33同侧的其它位置，相应的，第三布拉格光栅42和第四布拉格光栅43也需要添加对应的位置，以形成如图5所示的结构。

当对两路光信号进行复合时，在另一种实现方式中，两路光信号从不同方向发射进行复合，可以采用如图5所示的稀疏波分复用器，图5为本申请实施例提供的第三种稀疏波分复用器的结构示意图，该稀疏波分复用器包括基片51、第一波导52、第二波导53、空气槽54、第一布拉格光栅55和波导总线56。利用PIC技术将上述各器件集成于基片51上，具体过程参照图3中稀疏波分复用器的集成过程，此处不赘述。

与上述图3提供的稀疏波分复用器的区别在于，第一波导52和第二波导53分别设置于空气槽54的两侧，即第一光信号和第二光信号分别从空气槽44的左右两侧射入，即不同方向发射。为了复合第一光信号和第二光信号，并且将复合后的复合光信号输入波导总线56，第一波导52、第二波导53、第一布拉格光栅55和波导总线56的设置满足如下条件：第二波导53与空气槽54之间设置第一布拉格光栅55，设置第一布拉格光栅55仅对第二光信号低反射，这样，第一波导52射出的第一光信号射入空气槽54，第一光信号在空气槽54中传播后射入第一布拉格光栅55，并被第一布拉格光栅55反射，而第二波导53射出的第二光信号可以通过第一布拉格光栅55射入空气槽54。其中，第一光信号在第一布拉格光栅55上的入射点与第二光信号在第一布拉格光栅55上的入射点相同，且经过第一布拉格光栅55反射后的第一光信号与第二光信号重合，从而令第一光信号和第二光信号复合为一条光路，得到复合光信号，设置第二光信号在空气槽54传播后可以直接射入波导总线56，这样，上述复合光信号可以射入波导总线56。由波导总线56对接一条光纤，将复合光信号输出。

进一步地，当对两路以上的光信号进行复合时，且这些光信号从不同方向发射进行复合，可以在图5提供的稀疏波分复用器的基础上通过增加波导以及布拉格光栅，得到可以复合更多光路的光信号的稀疏波分复用器。

以对三路光信号进行复合为例，在图5提供的稀疏波分复用器的基础上，增加一个波导，以增加一路光信号(也就是第三光信号)，可以采用如图6所示的稀疏波分解复用器，图6为本申请实施例提供的第四种稀疏波分复用器的结构示意图，该稀疏波分复用器包括基片51、第一波导52、第二波导53、空气槽54、第一布拉格光栅55、波导总线56、第三波导61和第三布拉格光栅62。其中，第三波导61与第二波导53设置在空气槽54的左侧，第一波导52设置在空气槽54的右侧，第三波导61用于发射光路3，以满足第一-第三光信号从不同方向发射。第三布拉格光栅62设置于第一波导52与空气槽54之间，设置第三布拉格光栅62仅对第一光信号低反射，这样，第二光信号可以通过第三布拉格光栅62，而第三光信号会被第三布拉格光栅62反射。需要设置第三光信号在第三布拉格光栅62上的入射点与第一光信号在第三布拉格光栅62上的入射点重合，且第三光信号经第三布拉格光栅62反射的光路与第一光信号的光路重合，以使第三光信号与第一光信号复合为一条光路，复合后的光信号经过第一布拉格光栅55的反射与第二光信号复合为一条光路，进入波导总线56，该部分反射过程可以参见上文与图5对应的部分，此处不再赘述。

第三波导还可以设置于空气槽54的另一侧(右侧)，如图7所示，图7为本申请实施例提供的第五种稀疏波分复用器的结构示意图，该稀疏波分复用器包括基片51、第一波导52、第二波导53、空气槽54、第一布拉格光栅55、波导总线56、第四波导71、第五布拉格光栅72和第四布拉格光栅73。其中，第四波导71与第一波导52设置于空气槽54的右侧，而第二波导53设置于空气槽54的左侧，以满足三路光信号从不同方向发射。第五布拉格光栅72设置于空气槽54的左侧，被设置为对第三光信号高反射，第四布拉格光栅73设置于第一波导52和空气槽54之间，被设置为仅对第一光信号低反射，这样，第三光信号在第五布拉格光栅72上发生反射，并射入第四布拉格光栅73，第一光信号可以通过第五布拉格光栅73，而第三光信号被第五布拉格光栅73反射，其中，第三光信号在第五布拉格光栅73上的入射点与第一光信号在第五布拉格光栅73上的入射点重合，且第三光信号经过第五布拉格光栅73反射后的光路与第一光信号的光路重合，以使第三光信号与第一光信号复合为一条光路，复合后的光路经过第一布拉格光栅55的反射与第二光信号复合为一条光路，进入波导总线56，该反射过程可以参见上文与图5对应的部分，此处不再赘述。

如果对四路光信号进行复合，则可以在图5-图7所示的稀疏波分复用器的基础上，增加一个波导以及相应的布拉格光栅，来增加复合一路光信号(也就是第四光信号)，例如，在图7所示的稀疏波分复用器的结构基础上增加一个波导，以引入第四光信号进行复合，如图8所示，图8为本申请实施例提供的第六种稀疏波分复用器的结构示意图，该稀疏波分复用器包括基片51、第一波导52、第二波导53、空气槽54、第一布拉格光栅55、波导总线56、第四波导71、第五布拉格光栅72、第四布拉格光栅73和第四波导81。第四波导81设置于所述第五布拉格光栅72的左侧，由于第五布拉格光栅72设置为对第三光信号高反射，因此，第四光信号可以通过第五布拉格光栅72进入空气槽54，设置第四波导81射入的第四信号的光路可以与第三信号在第五布拉格光栅72上的反射信号的光路重合，这样，第三信号可以与第四信号复合，复合后的信号可以继续入射到第四布拉格光栅73上，其中，由于第四布拉格光栅73设置为对第一光信号低反射，第一布拉格光栅55设置为对第二光信号低反射，因此，第四光信号可以依次在第四布拉格光栅73和第一布拉格光栅55上反射，以与其它光信号复合，其它光信号的复合过程可以参考图7所示的复合过程，此处不赘述。

当然，还可以将第四波导设置于第三波导71和第一波导52的同侧，或者也可以基于图5或图6进行设置，上述设置方式不一一展开，只需要保证第四波导引入的第四光信号可以经过各个布拉格光栅的反射作用在空气槽中的传播光路与其它光信号在空气槽中的传播光路重合即可。

本实施例图3-图8提供的稀疏波分复用器可以利用PIC技术提高各器件之间的集成度，以减小稀疏波分复用器的面积尺寸。而且，通过空气槽连接两侧器件的光信号传输，无需改变光信号的模式，从而可以保护光信号的模式不被破坏。

当对两路以上的光信号进行复合时，可以在上述提供的稀疏波分复用器的结构基础上通过添加波导以及布拉格光栅，并设置波导与布拉格光栅的位置，令新添加的光信号可以在空气槽中按照传播规则，以之字形路线与原始光信号进行复合，这种无需更改原有稀疏波分复用器结构的方式，可以有效提高稀疏波分复用器的可扩展性。

实施例二

本实施例提供了由独立的稀疏波分复用器和稀疏波分解复用器组成的CDWM装置中稀疏波分解复用器的结构，具体如下：

以对由两路光信号形成的复合光信号进行解复合为例，在一种实现方式中，当解复合得到的两路光信号需要从同一个方向输出时，可以采用如图9所示的稀疏波分解复用器，图9为本申请实施例提供的第一种稀疏波分解复用器的结构示意图，该稀疏波分解复用器包括基片91、第一波导92、第二波导93、空气槽94、第二布拉格光栅95、第一布拉格光栅96、和波导总线97。其中，由波导总线97向空气槽94射入由第一光信号和第二光信号复合得到的复合光信号，该复合光信号入射到第一布拉格光栅96上，通过设定第一布拉格光栅96的折射率和布拉格周期，以使第一布拉格光栅96只对第二光信号低反射，这样，该复合光信号入射到第一布拉格光栅96上后，第一光信号被反射，而第二光信号可以通过第一布拉格光栅96进入第二波导93，从而将第一光信号和第二光信号解复合。由此，第二波导93的位置需要满足可以接收到从空气槽94射出的第二光信号。解复合后的第一光信号经过第一布拉格光栅96的反射继续入射到第二布拉格光栅95上，设置第二布拉格光栅95的折射率和布拉格周期，以使第二布拉格光栅95对第一光信号高反射，这样，第一光信号会在第二布拉格光栅95上发生反射，通过设置第一波导92在第一光信号的反射路线上，以使反射后的第一光信号可以进入第一波导92，至此完成复合光信号的解复合，并在同一个方向(空气槽94的左侧)输出解复合后的第一光信号和第二光信号。第一波导92对接第一探测器98，第二波导93对接第二探测器99，这样，第一探测器98就可以检测到第一光信号，第二探测器99就可以检测到第二光信号。

进一步地，当对由两路以上的光信号复合而成的复合光信号进行解复合，且需要解复合得到的光信号均从同一个方向输出时，可以在图9提供的稀疏波分解复用器的基础上通过增加波导以及布拉格光栅，得到可以解复合更多光路的光信号的稀疏波分解复用器。

以对由三路光信号复合而成的复合光信号进行解复合为例，在第一种实现方式中，在图9提供的稀疏波分解复用器的基础上，在第一波导92和第二波导93的同侧增加一个波导，以输出新增加的一路光信号(也就是第三光信号)，可以采用如图10所示的稀疏波分解复用器，图10为本申请实施例提供的第二种稀疏波分解复用器的结构示意图，该稀疏波分解复用器包括基片91、第一波导92、第二波导93、空气槽94、第二布拉格光栅95、第一布拉格光栅96、波导总线97、第三波导101、第三布拉格光栅102和第四布拉格光栅103。其中，波导总线97用于将由第一光信号、第二光信号和第三光信号复合而成的复合光信号引入空气槽94。将第三布拉格光栅102设置于第一波导92与空气槽94之间，并设置为对第一光信号低反射，将第四布拉格光栅103设置于空气槽94的右侧，并设置为对第三光信号高反射。这样，上述复合光信号依次通过第一布拉格光栅96、第二布拉格光栅95、第三布拉格光栅102和第四布拉格光栅103的反射作用，将第一光信号、第二光信号和第三光信号分离出来，并分别从第一波导92、第二波导93和第三波导101输出，上述解复合过程可以参见与图9对应的部分，此处不再赘述。需要注意的是，需要令波导在到达与之对应的布拉格光栅的光路的传播路径上，以使可以通过该布拉格光栅的光信号可以输入对应的波导，再由波导对接相应的探测器(图上未标注)进行接收。

当对由两路光信号复合而成的复合光信号进行解复合时，在另一种实现方式中，当解复合得到的两路光信号需要从不同方向输出时，可以采用如图11所示的稀疏波分解复用器，图11为本申请实施例提供的第三种稀疏波分解复用器的结构示意图，该稀疏波分解复用器包括基片111、第一波导112、第二波导113、空气槽114、第一布拉格光栅115和波导总线116。其中，波导总线116向空气槽114射入由第一光信号和第二光信号复合得到的复合光信号，该复合光信号入射到第一布拉格光栅115上，第一布拉格光栅115设置为只对第二光信号低反射，这样，第一光信号被第一布拉格光栅115反射，而第二光信号可以通过第一布拉格光栅115进入第二波导113被输出。经过第一布拉格光栅115反射的第一光信号进入第一波导112被输出。至此完成对复合光信号的解复合，以及对第一光信号和第二光信号的输出，第一波导112对接第一探测器117，第二波导113对接第二探测器118，这样，第一探测器117就可以检测到第一光信号，第二探测器118就可以检测到第二光信号。

进一步地，当对由两路以上的光信号复合而成的复合光信号进行解复合，且需要解复合得到的光信号从不同方向输出时，可以在图11提供的稀疏波分解复用器的基础上通过增加波导以及布拉格光栅，得到可以解复合更多光路的光信号的稀疏波分解复用器。

以对由三路光信号复合而成的复合光信号进行解复合为例，在第一种实现方式中，在图11提供的稀疏波分解复用器的基础上，在第一波导112的同侧增加一个波导，以输出新增加的一路光信号(也就是第三光信号)，可以采用如图12所示的稀疏波分解复用器，图12为本申请实施例提供的第四种稀疏波分解复用器的结构示意图，该稀疏波分解复用器包括基片111、第一波导112、第二波导113、空气槽114、第一布拉格光栅115、波导总线116、第三波导121、第四布拉格光栅122和第五布拉格光栅123。其中，波导总线116用于将由第一光信号、第二光信号和第三光信号复合而成的复合光信号引入空气槽114。将第四布拉格光栅122设置于第一波导112与空气槽114之间，并设置为对第一光信号低反射，将第五布拉格光栅123设置于空气槽114的左侧，并设置为对第三光信号高反射。这样，上述复合光信号依次通过第一布拉格光栅115、第四布拉格光栅122和第五布拉格光栅123的反射作用，可以将第一光信号、第二光信号和第三光信号从复合光信号中分离出来，并分别从第一波导112、第二波导113和第三波导121输出。由波导输出的光信号被与波导对接的探测器(未在图中标注)所接收。

也可以将新增的波导设置于第二波导113的同侧，可以采用如图13所示的稀疏波分解复用器，图13为本申请实施例提供的第五种稀疏波分解复用器的结构示意图，该稀疏波分解复用器包括基片111、第一波导112、第二波导113、空气槽114、第一布拉格光栅115、波导总线116、第三波导131和第三布拉格光栅132。其中，波导总线116用于将由第一光信号、第二光信号和第三光信号复合而成的复合光信号引入空气槽114。将第三布拉格光栅132设置于第一波导112与空气槽114之间，并设置为对第一光信号低反射。上述复合光信号依次同构第一布拉格光栅115和第三布拉格光栅132的反射作用，将第一光信号、第二光信号和第三光信号从复合光信号中分离出来，并分别从第一波导112、第二波导113和第三波导131输出。由波导输出的光信号被与波导对接的探测器(未在图中标注)所接收。

如果对由四路光信号复合形成的复合光信号进行解复合，则可以在图10图13所示的稀疏波分解复用器的基础上，增加一个波导以及相应的布拉格光栅，以通过布拉格光栅的反射作用将新增加的第四路光信号分离出来，并且从新增加的波导输出，例如，在图12所示的稀疏波分解复用器的结构基础上增加一个波导，以输出分离出的第四光信号，如图14所示，图14为本申请实施例提供的第六种稀疏波分解复用器的结构示意图，该稀疏波分解复用器包括基片111、第一波导112、第二波导113、空气槽114、第一布拉格光栅115、波导总线116、第三波导121、第四布拉格光栅122、第五布拉格光栅123和第四波导141。第四波导141设置于第五布拉格光栅123的左侧，用于输出第四光信号。波导总线116输入由第一光信号、第二光信号、第三光信号和第四光信号复合形成的复合光信号，其中，由于第一布拉格光栅115只对第二光信号低反射，因此，第四光信号经过第一布拉格光栅115反射至第四布拉格光栅122，由于第四布拉格光栅122设置为对第一光信号低反射，因此，第四光信号会被第四布拉格光栅122反射至第五布拉格光栅123，由于第五布拉格光栅123设置为对第三光信号高反射，则第四光信号可以通过第五布拉格光栅123进入第四波导141，其余光信号的分离以及输出可以参照图12的过程，此处不再赘述。

当然，还可以将第四波导设置于第三波导121和第一波导112的同侧，或者也可以基于图13进行设置，上述设置方式不一一展开，只需要保证第四光信号可以经过各个布拉格光栅的反射作用与其它光信号分离并从第四波导输出即可。

在本实施例中提供的稀疏波分解复用器，空气槽同一侧的相邻两个波导之间的垂直距离大于或者等于该相邻两个波导对接的光纤的直径，例如，图9中的第一波导92和第二波导93，又如图10中的第三波导101和第一波导92等。

本实施例图9-图14提供的稀疏波分解复用器可以利用PIC技术提高各器件之间的集成度，以减小稀疏波分解复用器的面积尺寸。而且，通过空气槽连接两侧器件的光信号传输，无需改变光信号的模式，从而可以保护光信号的模式不被破坏。

当对由两路以上的光信号复合而成的复合光信号进行解复合时，可以在上述提供的稀疏波分解复用器的结构基础上通过添加波导以及布拉格光栅，并设置波导与布拉格光栅的位置，令复合光信号中新添加的光信号可以在空气槽中按照传播规则，以之字形路线与其它光信号进行分离，这种无需更改原有稀疏波分解复用器结构的方式，可以有效提高稀疏波分解复用器的可扩展性。

实施例一中的所提供的稀疏波分复用器可以与实施例二中所提供的稀疏波分解复用器搭配组成CDWM装置，具体搭配方式不一一列举。

实施例三

由实施例一和实施例二可知，如果采用实施例一中提供的稀疏波分复用器搭配实施例二中提供的稀疏波分解复用器组成收发一体的CDWM装置，当一个节点上既需要发送又需要接收光信号时，则至少需要一个稀疏波分复用器和一个稀疏波分解复用器，器件数量较多，稀疏波分复用器与稀疏波分解复用器之间的集成度相对较低。为了解决上述问题，在本实施例中，提供了将稀疏波分复用器和稀疏波分解复用器集成在一起的收发一体的CDWM装置，以提高稀疏波分复用器与稀疏波分解复用器之间的集成度，在使用时，既可以利用该收发一体的CDWM装置复合多路光信号得到复合光信号并进行发送，又可以利用该收发一体的CDWM装置解复合接收到的复合光信号。该收发一体的CDWM装置的具体结构如下：

以收发一体的CDWM装置可以对两路光信号进行复合，又可以对包含两路光信号的复合光信号进行解复合为例，在一种实现方式中，如果需要复合的光信号从同一个方向进入空气槽，解复合后的光信号从同一个方向输出，且光信号的输入方向与光信号的输出方向不同时，则可以采用如图15所示的收发一体的CDWM装置，图15为本申请实施例提供的第一种收发一体的CDWM装置的结构示意图，该收发一体的CDWM装置包括基片151、第一波导152、第二波导153、空气槽154、第二布拉格光栅155、第一布拉格光栅156、波导总线157、第三波导158、第四波导159和第五布拉格光栅1510。其中，第一波导152和第二波导153分别用于引入第一光信号和第二光信号进行复合，第二布拉格光栅155设置于第三波导158与空气槽154之间，且设置为对第三光信号低反射，第一布拉格光栅156设置于第二波导153与空气槽154之间，且设置为仅对第二光信号低反射，第五布拉格光栅1510设置于第一波导151与空气槽155之间，且设置为仅对第一光信号低反射，这样，第一光信号和第二光信号可以在第二布拉格光栅155、第一布拉格光栅156和第五布拉格光栅1510的反射作用下复合为一条光路，并从波导总线157输出，上述具体复合过程可以参见实施例一中对图3的解释，此处不再赘述。

波导总线157还用于输入复合光信号，例如输入由第三光信号和第四光信号复合而成的复合光信号，该复合光信号依次经过第一布拉格光栅156、第二布拉格光栅155和第五布拉格光栅1510的反射作用分离为第三光信号和第四光信号，并分别从第三波导158和第四波导159输出，第三波导158与第一探测器1511对接，第四波导159与第一探测器1512对接，这样，第一探测器1511可以探测到第三光信号，第二探测器1512可以探测到第四光信号。

可见，通过上述收发一体的CDWM装置可以同时完成对光信号的复合，以及对复合光信号的解复合，上述收发一体的CDWM装置相当于将稀疏波分复用器与稀疏波分解复用器集成在一个基片151上，以共用一个空气槽154以及三个布拉格光栅，从而可以有效提高器件的集成度。

在另一种实现方式中，如果需要复合的光信号从同一个方向进入空气槽，解复合后的光信号从同一个方向输出，且光信号的输入方向与光信号的输出方向相同时，则可以采用如图16所示的收发一体的CDWM装置，图16为本申请实施例提供的第二种收发一体的CDWM装置的结构示意图，该收发一体的CDWM装置包括基片161、第一波导162、第二波导163、空气槽164、第三布拉格光栅165、第一布拉格光栅166、波导总线167、第三波导168、第四波导169、第五布拉格光栅1610、第六布拉格光栅1611、第二布拉格光栅1612和第四布拉格光栅1613。其中，第一波导162和第二波导163分别用于引入第一光信号和第二光信号进行复合，将第三布拉格光栅165设置于空气槽164的右侧，并设置为对各光信号高反射(例如对图16中的第一光信号、第二光信号和第四光信号高反射)；将第一布拉格光栅166设置于第二波导163与空气槽164之间，且设置为对第二光信号低反射；将第五布拉格光栅1610设置于第一波导162与空气槽164之间，且设置为对第一光信号低反射；将第六布拉格光栅1611设置于空气槽164的右侧，且设置为对各光信号高反射(例如对图16中的第三光信号和第四光信号高反射)；将第二布拉格光栅1612设置于第三波导168与空气槽164之间，且设置为对第三光信号低反射；将第四布拉格光栅1613设置于空气槽164的右侧，且设置为对第四光信号高反射。这样，第一光信号和第二光信号可以在第五布拉格光栅1610、第三布拉格光栅165和第一布拉格光栅166的反射作用下复合为一条光路，并从波导总线167输出，上述具体复合过程可以参见实施例一中对图3的解释，此处不再赘述。

波导总线167还用于输入复合光信号，例如输入由第三光信号和第四光信号复合而成的复合光信号，该复合光信号依次经过第一布拉格光栅166、第三布拉格光栅165、第五布拉格光栅1610、第六布拉格光栅1611、第二布拉格光栅1612和第四布拉格光栅1613的反射作用分离为第三光信号和第四光信号，并分别从第三波导168和第四波导169输出。第三波导168与第一探测器1614对接，第四波导169与第一探测器1615对接，这样，第一探测器1614可以探测到第三光信号，第二探测器1615可以探测到第四光信号。

在另一种实现方式中，如果需要复合的光信号从不同方向发送，解复合后的光信号需要从不同方向输出，则可以采用如图17所示的收发一体的CDWM装置，图17为本申请实施例提供的第三种收发一体的CDWM装置的结构示意图，该收发一体的CDWM装置包括基片171、第三波导172、第二波导173、空气槽174、第五布拉格光栅175、第一布拉格光栅176、波导总线177、第一波导178、第四波导179和第二布拉格光栅1710。其中，第一波导178和第二波导173分别位于空气槽174的两侧，用于引入第一光信号和第二光信号进行复合，第五布拉格光栅175设置于第一波导178与空气槽174之间，并设置为对第一光信号低反射，第一布拉格光栅176设置于第二波导173与空气槽174之间，并设置为对第二光信号低反射，第二布拉格光栅1710设置于第三波导172与空气槽174之间，并设置为对第三光信号低反射。这样，第一光信号和第二光信号可以在第五布拉格光栅175、第一布拉格光栅176和第二布拉格光栅1710的反射作用下复合为一条光路，并从波导总线177输出，上述具体复合过程可以参见实施例一中对图5的解释，此处不再赘述。

波导总线177还用于输入复合光信号，例如输入由光路3和光路4复合而成的复合光信号，该复合光信号依次经过第一布拉格光栅176、第五布拉格光栅175和第二布拉格光栅1710的反射作用，将第三光信号和第四光信号依次从复合光信号中分离出来，并分别从第三波导172和第四波导179输出。第三波导172与第一探测器1711对接，第四波导179与第一探测器1712对接，这样，第一探测器1711可以探测到第三光信号，第二探测器1712可以探测到第四光信号。

可见，本实施例所提供的收发一体的CDWM装置可以同时完成对光信号的复合，以及对复合光信号的解复合，通过将稀疏波分复用器与稀疏波分解复用器集成在一个基片上，以共用一个空气槽以及多个布拉格光栅，从而有效提高器件的集成度，减小收发一体的CDWM装置的面积尺寸。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种稀疏波分复用器，其特征在于，所述稀疏波分复用器包括：基片、第一波导、第一布拉格光栅、第二波导、空气槽和波导总线；

所述第一波导、所述第一布拉格光栅、所述第二波导、所述空气槽和所述波导总线均集成于所述基片上；

所述第一波导用于传输第一光信号，所述第二波导用于传输第二光信号，其中，所述第一光信号与所述第二光信号具有不同的波长；

所述第一布拉格光栅设置于所述第二波导与所述空气槽之间，所述第一光信号和所述第二光信号经所述第一布拉格光栅和所述空气槽进入所述波导总线。

2.根据权利要求1所述的稀疏波分复用器，其特征在于，所述第一波导与所述第二波导位于所述空气槽的同一侧，所述基片上还集成有第二布拉格光栅；

所述第二布拉格光栅设置于所述空气槽中所述第一波导所在侧的另一侧；

所述第一光信号经所述第二布拉格光栅反射后，入射在所述第一布拉格光栅上。

3.根据权利要求1所述的稀疏波分复用器，其特征在于，所述第一波导与所述第二波导位于所述空气槽的不同侧，所述第一光信号经过所述空气槽入射在所述第一布拉格光栅上。

4.根据权利要求1-3任意之一所述的稀疏波分复用器，其特征在于，所述第一光信号被所述第一布拉格光栅反射后得到的反射光信号的传播光路与所述第二光信号的传播光路重合。

5.根据权利要求1，3或4任意之一所述的稀疏波分复用器，其特征在于，所述基片上还集成有第三波导和第三布拉格光栅，所述第三波导用于传输第三光信号；

所述第三布拉格光栅设置于所述第一波导与所述空气槽之间，所述第三波导与所述第二波导设置在所述空气槽的同一侧；

所述第三光信号经所述第三布拉格光栅反射后得到的反射光信号的传播光路与所述第一光信号的传播光路重合。

6.根据权利要求1、3或4任意之一所述的稀疏波分复用器，其特征在于，所述基片上还集成有第四波导、第四布拉格光栅和第五布拉格光栅，所述第四波导用于传输第三光信号；

所述第四波导与所述第一波导设置在所述空气槽的同一侧，所述第四布拉格光栅设置于所述第一波导与所述空气槽之间，所述第五布拉格光栅与所述第二波导设置在所述空气槽的同一侧；

所述第三光信号经所述第五布拉格光栅的反射后，入射在所述第四布拉格光栅上，所述第三光信号经所述第四布拉格光栅反射后得到的反射光信号的传播光路与所述第一光信号的传播光路重合。

7.根据权利要求1-6任意之一所述的稀疏波分复用器，其特征在于，位于所述空气槽同一侧的相邻两个波导之间的垂直距离大于或者等于所述相邻两个波导对接的光纤的直径。

8.一种稀疏波分解复用器，其特征在于，所述稀疏波分解复用器包括基片、第一波导、第二波导、空气槽、第一布拉格光栅和波导总线；

所述第一波导、所述第一布拉格光栅、所述第二波导、所述空气槽和所述波导总线均集成于所述基片上；

所述波导总线用于发射复合光信号，所述复合光信号由第一光信号和第二光信号复合形成，所述第一光信号与所述第二光信号具有不同的波长，所述第一波导用于传输所述第一光信号，所述第二波导用于传输所述第二光信号；

所述第一布拉格光栅设置于所述第二波导与所述空气槽之间，其中，所述第二光信号经过所述空气槽与所述第一布拉格光栅进入所述第二波导；

所述第一光信号经所述第一布拉格光栅反射后进入所述第一波导。

9.根据权利要求8所述的稀疏波分解复用器，其特征在于，所述第一波导与所述第二波导位于所述空气槽的同一侧，所述基片上还集成有第二布拉格光栅；

所述第二布拉格光栅设置于所述空气槽中所述第一波导所在侧的另一侧；

所述第一光信号经所述第一布拉格光栅和所述第二布拉格光栅反射后进入所述第一波导。

10.根据权利要求8所述的稀疏波分解复用器，其特征在于，所述第一波导与所述第二波导位于所述空气槽的不同侧；

所述第一光信号经所述第一布拉格光栅反射后进入所述第一波导。

11.根据权利要求8或10所述的稀疏波分解复用器，其特征在于，所述复合光信号还包括第三光信号，所述第三光信号与所述第一光信号和所述第二光信号具有不同的波长，所述基片上还集成有第三波导和第三布拉格光栅，所述第三波导用于传输所述第三光信号；

所述第三布拉格光栅设置于所述第一波导与所述空气槽之间；

所述第三波导与所述第二波导设置在所述空气槽的同一侧；

所述第三光信号经过所述第一布拉格光栅和所述第二布拉格光栅反射后进入所述第三波导。

12.根据权利要求8或10所述的稀疏波分解复用器，其特征在于，所述复合光信号还包括第三光信号，所述第三光信号与所述第一光信号和所述第二光信号具有不同的波长，所述基片上还集成有第四波导、第四布拉格光栅和第五布拉格光栅，所述第四波导用于传输所述第三光信号；

所述第四波导与所述第一波导设置在所述空气槽的同一侧；

所述第四布拉格光栅设置于所述第一波导与所述空气槽之间；

所述第五布拉格光栅与所述第二波导设置在所述空气槽的同一侧；

所述第三光信号经过所述第一布拉格光栅、所述第四布拉格光栅和所述第五布拉格光栅反射后进入所述第四波导。

13.根据权利要求8-12任意之一所述的稀疏波分解复用器，其特征在于，位于所述空气槽同一侧的相邻两个波导之间的垂直距离大于或者等于所述相邻两个波导对接的光纤的直径。

14.一种稀疏波分装置，其特征在于，所述稀疏波分装置包括如权利要求1-7任意之一所述的稀疏波分复用器以及如权利要求8-13任意之一所述的稀疏波分解复用器。

15.一种收发一体的稀疏波分装置，其特征在于，所述装置包括基片、复合单元、解复合单元、空气槽和波导总线；

所述复合单元、所述解复合单元、所述空气槽和所述波导总线均集成于所述基片上；

所述复合单元包括第一波导、第二波导和第一布拉格光栅，所述波导总线用于传输复合后的光信号；

所述第一布拉格光栅设置于所述第二波导与所述空气槽之间，所述第一波导用于传输第一光信号，所述第二波导用于传输第二光信号，所述第一光信号与所述第二光信号具有不同的波长；

所述第一光信号和所述第二光信号经所述第一布拉格光栅和所述空气槽进入所述波导总线；

所述解复合单元包括第三波导、第四波导和第二布拉格光栅，所述波导总线还用于输入由第三光信号和第四光信号复合形成的复合光信号，所述第三波导用于传输所述第三光信号，所述第四波导用于传输所述第四光信号，所述第三光信号与所述第四光信号具有不同的波长；

所述第二布拉格光栅设置于所述第三波导与所述空气槽之间；

所述第三光信号通过所述第二布拉格光栅进入所述第三波导；

所述第四光信号经所述第二布拉格光栅反射后进入所述第四波导。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一波导与所述第二波导位于所述空气槽的同一侧，所述基片上还集成有第三布拉格光栅；

所述第三布拉格光栅设置于所述空气槽中所述第一波导所在侧的另一侧；

所述第一光信号经所述第三布拉格光栅反射后，入射在所述第一布拉格光栅上。

17.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一波导与所述第二波导位于所述空气槽的同一侧，且所述第一波导、所述第二波导与所述第三波导、所述第四波导位于所述空气槽的不同侧；

所述第一光信号经所述第二布拉格光栅反射后，入射在所述第一布拉格光栅上。

18.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一波导与所述第二波导位于所述空气槽的不同侧；

所述第一光信号通过所述空气槽入射在所述第一布拉格光栅上。

19.根据权利要求15-18任意之一所述的装置，其特征在于，所述第三波导与所述第四波导位于所述空气槽的同一侧，所述基片上还集成有第四布拉格光栅；

所述第四布拉格光栅设置于所述空气槽中所述第三波导所在侧的另一侧；

所述第四光信号经所述第二布拉格光栅和所述第四布拉格光栅反射后进入所述第四波导。

20.根据权利要求15-18任意之一所述的装置，其特征在于，所述第三波导与所述第四波导位于所述空气槽的同一侧，且所述第一波导、所述第二波导与所述第三波导、所述第四波导位于所述空气槽的不同侧，所述基片还集成有第五布拉格光栅；

所述第五布拉格光栅设置于所述第一波导与所述空气槽之间；

所述第四光信号经所述第五布拉格光栅反射后进入所述第四波导。

21.根据权利要求15-18任意之一所述的装置，其特征在于，所述第三波导与所述第四波导位于所述空气槽的不同侧；

所述第四光信号经所述第二布拉格光栅反射后进入所述第四波导。

Images