CN1629662A - 光耦合器、分光器和阵列波导光栅型光学波分复用器 - Google Patents

Abstract

根据本发明的光耦合器、分光器和AWG都具有用于获得较低损耗的转换区，并且能够有效防止发生在转换区中的光信号反射。根据本发明的光耦合器、分光器和AWG都具有板状波导55，用于输出光信号的多个波导62₁、62₂、...、62₁₀，并且进一步具有用于将相邻的多个波导62₁、62₂、...、62₁₀连接起来的多个波导路径63。对于每一个波导，相邻的波导路径63位于到板状波导55的不同距离位置处。

Description

光耦合器、分光器和阵列波导光栅型光学波分复用器

技术领域

本发明涉及用于分叉或耦合光信号的光耦合器，用于分叉光信号的分光器，以及用于组合或分叉光信号的AWG(阵列波导光栅型光学波分复用器)。更为具体地说，本发明涉及低损耗类型的光耦合器、分光器和AWG。

背景技术

随着信息传输容量的增加，能够显著增加传输容量的WDM(波分复用)传输系统得到广泛的商业使用。在该WDM传输系统中，使用单个光纤传输多波长光信号。因此，在作为传输路径的光纤的输入和输出部分需要有光学波分复用器。光学波分复用器将多个波长的光信号组合起来，以便使用单个光纤对其进行传输，或者将通过单个光纤进行传输的波分复用光信号分叉成各个波长。AWG(阵列波导光栅型光学波分复用器)能够对间隔在几十个GHz到100GHz量级的波长执行光学波分复用/解复用。因此，AWG作为WDM传输系统中的关键设备得到广泛使用。

在AWG中，波分复用光信号通过第一板状波导以与阵列波导相等的相位输入。这样得到的相同相位的分光信号由于通过具有不同路径长度的阵列波导进行传播而产生相位差。接下来，具有相位差的光信号被输入到第二板状波导。在第二板状波导中，光信号的光成束位置具有不同的波长。因此，光信号被分成各个波长，并且然后通过位于相应波长的光成束位置处放置的输出波导进行输出。对于作为无源部件的AWG来说，使其光信号传播损耗尽可能得低是很重要的。因此，必须要获得低损耗。

AWG产生损耗的一个原因是，当光信号从板状波导传播到阵列波导时，其中一部分从相邻阵列波导之间泄漏出去，因此没有入射到阵列波导上。由于这种光泄漏，在阵列波导和板状波导之间的连接处产生有1～2dB(分贝)的损耗。因此，提出了用于减小这种损耗的方法，例如，在日本未审专利公开2000-147283(0013段，图1)中所公开的方法。在该方法中，与第一现有实例一样，在光从板状波导输入到阵列波导的位置处形成了以锥形形状倾斜的锥形波导。

图1示出了在第一现有实例中使用的AWG的主要部分。在标号为10的AWG中，作为掩埋层的楔状锥形波导13在板状波导11和多个阵列波导12₁、12₂、...、12₅、...之间的连接部分的周围形成。锥形波导13是通过蚀刻形成的。在阵列波导12₁、12₂、...、12₅、...到板状波导11的连接部分中，锥形波导13的高度几乎等于板状波导11的高度，并且随着板状波导11的远离而变小。

因此，在AWG10中的板状波导11和阵列波导12₁、12₂、...、12₅、...之间的连接部分中，电磁场分布是逐渐改变的。因此，已经传播通过板状波导11的光信号没有任何泄漏地入射到与阵列波导12₁、12₂、...、12₅、...的连接部分上。结果，可以获得较低的损耗。反之，已经传播通过阵列波导12₁、12₂、...、12₅、...的光信号可以以较低的损耗入射到板状波导11上。

不过，在形成楔状锥形波导13的过程中，有必要通过逐渐改变蚀刻深度(高度)来形成倾斜。因此，产生一个问题，即需要使用能够引起光量连续改变的这种专用光掩模或蚀刻方法。因此，在锥形波导13的生产中就遇到一个障碍。进而，光传播特性随着在阵列波导12₁、12₂、...、12₅、...之间形成的锥形波导13的厚度而大大改变。因此，有必要高度准确地控制每一个锥形波导13的倾斜度。这样，在锥形波导13的形状的可复制性和统一性这一点上就遇到了问题。

为了尽力解决这一问题，提出了例如日本未审专利公开Hei10(1998)-274719中的第二个方法(参见段落0010和0012，图1和图2)，其中在板状波导和阵列波导之间形成网格状波导，以减小插入损耗。

图2作为参考，示出了普通AWG中的板状波导及其附近部分，而图3示出了在参考上述AWG的第二现有实例中的板状波导及其附近部分。在图2所示的普通AWG20中，输入波导22和输出波导23被简单连接到板状波导21。

另一方面，在如图3所示的第二现有实例的AWG30中，输入波导32与图2中所示的没有什么特别的不同，输出波导33在与板状波导31的连接部分附近具有转换区34。转换区34是通过将多个波导路径35横跨在输出波导33上而形成的。尽管在该图中所示的波导路径35只有少数几个，但实际上可以有20～40个，优选情况下为30个波导路径。波导路径35是由与输出波导33的材料相同的材料形成的。因此，可以以与制造组成AWG30的板状波导31和输出波导33的步骤相同的步骤来制造波导路径35。波导路径35随着远离板状波导31，其宽度逐渐变小。这是因为随着远离板状波导31，输出波导33之间的光信号泄漏逐渐减小，并且在通过输出波导33进行传播时，光信号通过波导路径35的泄漏减小。因此，在输出波导33之间进行传播中的光信号可以通过波导路径35有效地被拾入输出波导33中。在该第二现有实例的AWG30中，插入损耗可以通过提供转换区34而减小。作为例子，在典型的星型耦合器中，插入损耗可以从大约0.8dB下降到大约0.3dB。

不过，在该第二现有实例的AWG30中，在输出波导33和横跨输出波导的波导路径35之间的连接部分中发生折射率的周期性改变。结果，具有特定波长的光信号就得到会聚并且由于反射而出现。在光学波分复用器的光学波分复用/解复用中，这种反射会引起波动、串扰和失真，并且因此对其施加了负面影响。

发明内容

根据本发明，提出了一种光耦合器、分光器和AWG，它们具有用于获得较低损耗的转换区，并且能够有效防止发生在转换区中的光信号反射。

根据本发明的光耦合器包括板状波导、用于将光信号输入到板状波导的一或多个输入波导、用于从板状波导输出光信号的多个输出波导、以及用于将相邻输出波导连接起来的多个波导路径。相对于每一个输出波导彼此相邻的波导路径的位置到板状波导的距离各不相同。

因此，根据本发明的光耦合器具有波导路径，用于将相邻输出波导连接起来，光信号通过这些输出波导得到输出。波导路径的分布方式是，位于每一个输出波导的右、左两侧上的波导路径到板状波导的距离各不相同。因此，在每一个输出波导中，由波导路径的分布所引起的等效折射率的上升减小了，并且反射也难以发生。

根据本发明的分光器包括输入波导、连接到输入波导上以输出光信号的多个输出波导、以及用于连接相邻输出波导的多个波导路径。相对于每一个输出波导彼此相邻的波导路径的位置到输入波导的距离各不相同。

因此，根据本发明的分光器具有波导路径，用于将相邻输出波导连接起来，光信号通过这些输出波导得到输出。波导路径的分布方式是，位于每一个输出波导的右、左两侧上的波导路径到输入波导的距离各不相同。因此，在每一个输出波导中，由波导路径的分布所引起的等效折射率的上升减小了，并且反射也难以发生。

根据本发明的阵列波导光栅型光学波分复用器包括用于输入光信号的一或多个输入波导、耦连到输入波导以分叉光信号的第一板状波导、耦连到第一板状波导另一侧以将相位差给予每一个光信号的多个阵列波导、耦连到阵列波导的另一侧以分叉和输出光信号的第二板状波导、耦连到第二板状波导的另一侧以输出光信号的多个输出波导、以及用于连接相邻阵列波导的波导路径，该波导路径位于第一和第二板状波导之一或者两者附近。相对于每一个阵列波导彼此相邻的波导路径的位置到第一或第二板状波导的距离各不相同。

因此，根据本发明的阵列波导光栅型光学波分复用器具有波导路径，用以将相邻阵列波导连接起来，其中光信号从第一板状波导输出。波导路径的分布方式是，位于每一个输出波导的右、左两侧上的波导路径到第一或第二板状波导的距离各不相同。因此，在每一个输出波导中，由波导路径的分布所引起的等效折射率的上升减小了，并且反射也难以发生。

波导路径可以满足下述条件。

(1)波导路径左右交替地将相邻输出波导或阵列波导交替连接起来。

(2)相邻波导在输出波导或阵列波导的径向方向上彼此错开。

(3)波导路径以随机的间隔分布在输出波导的径向方向上。

(4)波导路径以逐渐加长的间隔分布在输出波导或阵列波导的径向方向上。

(5)波导路径随着板状波导或输入波导的远离而逐渐变窄。

(6)波导路径的分布使得它相对于输出波导或阵列波导倾斜。

(7)波导路径在它连接到的输出波导或阵列波导之间的宽度不同。

附图说明

通过下面的详细讲述并且结合附图，能够更加明显地理解本发明的上述和其他目标、特征和优势：

图1为透视图，示出了作为第一现有实例的AWG(阵列波导光栅型光学波分复用器)的主要部分；

图2为平面图，示出了在现有普通AWG中的板状波导及其附近部分；

图3为平面图，示出了在作为第二现有实例的AWG中的板状波导及其附近部分；

图4为根据本发明第一实施例的AWG的示意性结构图；

图5为如图4所示的第一板状波导和阵列波导之间连接部分的放大平面图；

图6A为如图3所示的AWG中的转换区的部分的结构图，并且图6B为解释性图，示出了转换区折射率的变化；

图7A为如图4所示的AWG中的转换区的部分的结构图，并且图7B为解释性图，示出了转换区折射率的变化；

图8为在第一实施例的第一修正中的第一板状波导和阵列波导之间连接部分的放大平面图；

图9为放大平面图，示出了在第一实施例的第二修正中的转换区的部分；

图10为放大平面图，示出了在第一实施例的第三修正中的转换区的部分；

图11为放大平面图，示出了在第一实施例的第四修正中的转换区的部分；

图12为放大平面图，示出了在第一实施例的第五修正中的转换区的部分；

图13为放大平面图，示出了在第一实施例的第六修正中的转换区的部分；

图14为在第一实施例的第七修正中的第一板状波导和阵列波导之间连接部分的放大平面图；

图15为平面图，示出了根据本发明第二实施例的分光器结构；

图16为平面图，示出了根据第二实施例的第一修正的分光器结构；以及

图17为平面图，示出了根据第二实施例的第二修正的分光器结构。

具体实施方式

下面来详细讲述根据本发明的光耦合器、分光器和AWG的基本结构以及它们的操作原理。

首先，来讲述根据本发明第一实施例的AWG(阵列波导光栅型光学波分复用器)的基本结构。

图4示出了第一实施例的AWG的结构。一或多个第一通道波导52、多个第二通道波导53、以及在不同的曲率半径上以一定方向弯曲的阵列波导54作为AWG50的组成部分分布在衬底51上。用于第一通道波导52和阵列波导54之间的连接的第一板状波导55，以及用于阵列波导54和第二通道波导53之间的连接的第二板状波导56，也分布在衬底51上。用于缓慢改变连接状态的转换区61位于第一和第二板状波导55、56之一或者两者附近。在相邻的阵列波导54之间具有一定的光学路径长度差(波导长度差)ΔL。光学路径长度可以被设置成逐渐变长或逐渐变短。

接下来，讲述该第一实施例的AWG的基本操作。

被输入到第一通道波导52的波长为λ₁、λ₂、...λ_n的多路复用光信号的传输路径通过第一板状波导55而得到扩展，并且其以相等相位输入到阵列波导54。这样以等相位输入的每一个光信号由于阵列波导54而产生具有一定间隔的相位差，并且到达第二板状波导56。由于实际上有波的散射发生，因此每一个光信号的等相位面根据波长而倾斜。结果，由第二板状波导56所散射的光信号根据波长的不同而具有不同的聚光位置。因此，第二通道波导53被分布在第二板状波导56的边界表面上，并且在对应于波长的位置处。因此，从第二通道波导53逐个地输出波长分量为λ₁、λ₂、...λ_n的光信号。光分叉行为和光组合行为是可逆执行的，并且在逐个输入来自第二通道波导53的波长分量为λ₁、λ₂、...λ_n的光信号的情况下，来自第一通道波导的波长为λ₁、λ₂、...λ_n的多路复用光信号得到输出。

下面来讲述根据该第一实施例的AWG的结构。

图5具体地示出了第一板状波导55和阵列波导54之间的连接部分。阵列波导54在它们的与第一板状波导55的连接部分附近具有转换区61。在转换区61，组成阵列波导54的相邻波导62₁、62₂、...、62₁₀通过波导路径63相连。图中对波导的个数和解释只是作为例子，实际不受此限制。

在该实例中使用的波导路径63具有如下结构。

波导路径63只位于到波导62₁、62₂、...、62₁₀的连接点的一侧上。不像图3中的现有实例，波导路径63不与波导62₁、62₂、...、62₁₀相交。

在该实施例中使用的波导路径63的结构如下所述：

(1)在转换区61中，波导路径63以等间隔L分布在波导62₁、62₂、...、62₁₀的径向方向上。

(2)波导路径63的分布使得波导62₁、62₂、...、62₁₀中的奇数和偶数波导之间的连接部分的位置在径向方向上错开L/2。例如，将波导62₁和62₂连接起来的波导路径63与将波导62₂和62₃连接起来的波导路径63错开L/2。

长度L是从大约几个μm到几十个μm，例如，20μm。组成波导62₁、62₂、...、62₁₀和波导路径63的核心的高度处于大约几个μm到几十个μm的范围内，例如，7μm。波导62₁、62₂、...、62₁₀的核心宽度是大约几个μm到几十个μm，例如，7μm。每一个波导路径63的宽度是大约几个μm到20μm，例如，7μm。

(3)每一个波导62₁、62₂、...、62₁₀具有几个到几十个波导路径63。

进而，在该实施例中还添加上如下条件。

(4)在转换区61中，越靠近第一板状波导，则每一个波导路径63的厚度就越大。例如，每一个波导路径63在最靠近第一板状波导55的位置处为大约18μm宽，并且在最远离第一板状波导55的位置处为大约2μm宽。这是因为越靠近第一板状波导55，则在相邻的波导62₁、62₂、...、62₁₀之间发生泄漏之后被拾取的光信号量就越大。

(5)波导路径63可以由由波导62₁、62₂、...、62₁₀的输入端所定义的同心曲线组成。

在上述条件下，发生在图3所示的第二现有实例中的转换区34中的反射，在图5所示的该实施例中的转换区61中会显著下降。其原因如下。

图6为图3所示的第二现有实例的AWG中的转换区的部分的放大图，并且图7为图5所示的该实施例的AWG中的转换区的部分的放大图。

下面参考图6A和图6B来讲述第二现有实例的AWG30。

图6A示出了转换区中的波导模式。波导路径35₁、35₂、...与输出波导33n相交。光信号82在箭头81的方向上通过输出波导33n进行传播。图6B示出了在箭头81的方向上通过该波导进行传播的光所感知的等效折射率的改变。因此，在第二现有实例中，由于波导路径在与输出波导相交的同时分布在其两侧，因此在等效折射率上会发生较大变化。等效折射率的这种变化在每一个距离L处以相同的周期重复。因此，在波导35₁、35₂、...与输出波导的相交处发生的轻微反射的光部分中，只有那些具有特定波长的光相互加强。结果，增加了特定波长的反射。

另一方面，下面参考附图7A和7B来讲述根据该实施例的由标号50所指示的AWG。

图7A示出了转换区中的波导模式。波导路径63_1R、63_2R、63_3R、63_1L、63_2L和63_3L相对于输出波导62n错开L/2分布，并且仅在一侧上相连。光信号84在箭头83的方向上通过输出波导62n进行传播。图7B示出了在箭头83的方向上通过该波导进行传播的光所感知的等效折射率的改变。因此，在图7B中，由于波导路径仅分布在一侧上因此在等效折射率上仅发生相对较小的变化。因此，由波导路径63_1R、63_2R、63_3R、63_1L、63_2L和63_3L所产生的光信号反射变得比较弱。因此，在该实施例中，在图5所示的转换区61中的等效折射率的周期变化导被很大程度得减小。作为等效折射率周期性变化的这种减少的结果，特定波长的反射下降到很大的程度。因此，该实施例的AWG50能够提供满意的传输特性。

图8为在第一实施例的第一修正中的板状波导55和阵列波导54之间连接部分的放大平面图。在该第一实施例中，包括有波导62₁、62₁、...、62₁₀的阵列波导54是由与第一实施例中相同的布局结构形成的。在转换区61A中，组成阵列波导54的相邻波导62₁、62₂、...、62₁₀通过波导路径63A连接在一起。图中对波导的个数和解释只是作为例子，实际不受此限制。

假定这里采用的条件(2)不同于第一实施例中的条件(2)，而对于在第一实施例中所引用的条件(1)和(3)，该第一修正与第一

实施例相同。

(2)在相邻波导路径之间，波导路径63A与波导62₁、62₂、...、62₁₀相连接的位置之间错开L/3。更为确切地说，将波导62₄和62₃连接起来的波导路径63A、将波导62₃和62₂连接起来的波导路径63A、以及将波导62₂和62₁连接起来的波导路径63A彼此之间错开L/3。波导路径63A可以在与图中所示方向相反的方向上以相互之间错开L/3的方式分布。

另在，在该第一修正中，可以添加与第一实施例中的条件(4)和(5)相同的条件。

在该第一修正中，由波导路径63A所引起反射的发生位置每次改变2/3周。因此，能够像在第一实施例中的那样有效地禁止使用周期L来放大波长的反射。

在第一实施例中，波导路径63的分布间隔为L/2，而在第一修正中，波导路径63A的分布间隔为L/3。不过，布局模式并不受此限制。如果假定n为非“1”的正整数，则波导路径的分布间隔可以为L/n。

如图8所示，波导路径63A可以由由波导62₁、62₂、...、62₁₀的被连接端所定义的同心曲线组成，其中这些波导连接到板状波导55。

图9示出了在第一实施例的第二修正中的转换区的部分。在如标号61B所示的转换区中，在第二修正中，分布于每一个波导62₁、62₂、62₃、62₄、...的右、左两侧的波导路径63B相互错开ΔL(≠0)。通过在波导62₁、62₂、62₃、62₄、...的径向方向上以非等间隔的方式这样分布波导路径63B，可以像第一修正中的那样抑制反射波长的放大。

因此，在该第二修正中，波导路径63B相互错开ΔL，以便不与波导62₁、62₂、62₃、62₄、...相交。因此，在光传播期间所感知的等效折射率的变化减弱了。第二修正的结构是如图5所示的第一实施例或如图8所示的第一修正的更为一般化的结构。

图10示出了第一实施例的第三修正中的转换区的部分。在如标号61C所示的转换区中，在第三修正中，不像之前的实施例和修正，布局间隔L₁、L₂、L₃、...、L_n(L_n未示出)在远离图5或图8所示的第一板状波导55的方向上逐渐变长。图中所示的三个间隔L₁、L₂和L₃之间的大小关系如下面的表达式所示：

L₁＜L₂＜L₃                                 (1)

因此，波导路径63C的布局间隔L₁、L₂、L₃、...、L_n随着远离第一板状波导55而变得更长。这是因为在波导62₁、62₂、62₃、62₄、...62_n之间的光信号泄漏中，所拾取的光信号量随着到第一板状波导55的距离的加长而变得更小。这一原因对于解释为什么设定的波导路径61A的宽度随着远离第一板状波导55而变得更小是相同的。在该第三修正中，甚至在相同波导之间分布的波导路径63C的间隔L₁、L₂、L₃、...、L_n是不同的。因此，能够更加有效地防止特定频率的反射得到放大。

在上述结构中，波导路径的间隔具有一定规则性。不过，甚至通过这种没有规则性而只是随机改变的波导路径间隔，也能获得上述同样效果。图11示出了在第一实施例的第四修正中的转换区的部分。在如标号61D所示的转换区中，在第四修正中，波导路径63D的分布间隔L₁、L₂、L₃、...是随机的：

L₁≠L₂，L₂≠L₃，L₁≠L₃                     (2)

有了这种布局，在波导62₁、62₂、62₃、62₄、...的径向方向上，发生反射的波长可以随机改变，从而可以防止光信号周期性反射的发生，并且因此能够减小特定波长光信号的反射的积累。

图12示出了在第一实施例的第五修正中的转换区的部分。在如标号61E所示的转换区中，在第五修正中，使相邻波导62₁和62₂、62₂和62₃、62₃和62₄相互连结起来的波导路径63E每一个都倾斜成预定的角度。因此，波导路径63E在波导62₁、62₂、62₃、62₄、...的径向方向上的不同位置处连结起来。结果，在不同的位置处出现了折射率变化点。例如，将波导62₂和62₃连接起来的波导路径63E_x在不同的位置处产生了折射率变化点85和86。

结果，波导之间折射率的周期性变化减小了，从而能够进一步减小特定波长光信号的反射放大。在第五修正中还增加了一个优势就是，由波导路径63E_x所拾取的光泄漏很容易被发往位于波导路径在光传播方向上倾斜的一侧上的波导路径62₂。而且，在第五实施例中，由于波导路径63E_x不垂直于光传播方向，因此具有了这样一个效果，使得这里被反射的光难以返回到板状波导中。

图13示出了在第一实施例的第六修正中的转换区的部分。在如标号61F所示的转换区中，在第六修正中，第一波导路径63F在一个方向上更宽。在同一幅图中，第一波导路径63F₁和第二波导路径63F₂彼此具有相反的形状。因此，可以自由地选择波导路径的形状，只要所选的形状不与每一个波导相交。

图14为在第一实施例的第七修正中的第一板状波导和阵列波导之间连接部分的放大平面图。在第七修正中，与在图5所示的第一修正中的一样，相邻波导路径的分布使得它们的轴相互之间错开例如L/2周左右。不过，波导路径63的宽度的变化量仍然很大。因此，在第一板状波导55的附近有一个区域，其中波导路径更宽，并且与相邻的一个波导路径相重叠。更为确切地说，在与波导62₂相连的区域64A中，相邻的波导路径63G_1R和波导路径63G_1L彼此重叠。同样，对于波导路径62₂，在相邻的波导路径63G_1L和波导路径63G_2R之间，存在重叠区域64B。因此，对于波导路径62₂，重叠区域一直出现到波导路径63G_3L。在波导路径63G_3L之后的波导路径不再重叠，因为它们小于宽度。

因此，相邻的波导路径可以包括有重叠区域，只要它们的中心轴相互偏离。因此，设计自由度就变大了。如图14所示，可以进一步增加波导路径宽度相对于到板状波导的距离的变化量。在板状波导附近的光泄漏密度很高。因此，在板状波导附近，通过增大波导路径的宽度，可以有效地拾取光泄漏。在远离板状波导的位置处，光泄漏的密度较低，因此，如图14所示，波导路径宽度可以做得更小些，以避免相邻波导路径之间的重叠。通过这样做，可以防止光从波导62泄露到波导63G_nR和63G_nL(n为例如4或更大的整数)。

图15示出了根据本发明第二实施例的分光器结构。以标号101表示的该分光器包括一个输入波导102，以及第一和第二输出波导103、104，用于将通过输入波导102进行传播的光分叉成两个方向。在分叉时用于拾取来自第一输出波导103或第二输出波导104的泄漏光的波导路径105至110位于相对紧靠着第一和第二输出波导103、104的分差点的位置处。波导路径105至110的个数、宽度和它到分叉点的距离与第一实施例中的一样。第一和第二输出波导103、104的尺寸也与第一实施例中的一样。

在第二实施例的分光器101中，与在第一实施例中的一样，波导路径105～110不与输出波导103和104相交。因此，可以防止等效折射率的突变，并且可以减小特定波长光信号的反射。

图16示出了根据第二实施例的第一修正的分光器结构。在第一修正中的以标号101A表示的分光器中，波导路径105A至110A基本上垂直连接到输出波导103或104。波导路径105A和106A呈曲线，并且在输出波导103和104之间具有连接部分。

图17示出了根据第二实施例的第二修正的分光器结构。第二修正的以标号111表示的分光器包括一个输入波导112，诸如用于发散来自波导112的输入光的板状波导的光束发散部件113，以一定间距放射状分布在光束发散部件113输出端的多个波导114₁、114₂、...、114₁₀以及连接相邻波导114₁、114₂、...、114₁₀的每一个的波导路径115。由于波导114₁、114₂、...、114₁₀和波导路径115之间的关系与第一实施例中的一样，因此这里省略了具体解释。

尽管在该实例中输入波导的个数被设为单一的，但是也可以将其设为N，以组成N×M个光耦合器。

如前所述，本发明具有下述作用。

用于连接输出波导的波导路径仅分布在与输出波导的连接点的一侧。因此，与贯穿波导相比，可以减小等效折射率的变化和改善光信号的传输特性。

尽管本发明的讲述结合了一定的优选实施例，但是仍然可以理解本发明所包括的主旨并不限于这些具体实施例。相反，本发明的主旨可以包括所有可替代物、修正和等效物等这些能够包括在所附权利要求的精髓和范围内的东西。

Claims (31)

1.一种光耦合器，包括：

板状波导；

用于将光信号输入到板状波导的一或多个输入波导；

用于从板状波导输出光信号的多个输出波导；以及

用于将相邻输出波导连接起来的多个波导路径，

其中相对于每一个输出波导相邻的波导路径分布在到板状波导的各不相同位置处。

2.如权利要求1所述的光耦合器，其中波导路径用于左右交替地将输出波导的其中一个连接到与其相邻的输出波导。

3.如权利要求1所述的光耦合器，其中相邻的波导路径在输出波导的径向方向上错开。

4.如权利要求1所述的光耦合器，其中波导路径以随机间隔分布在输出波导的径向方向上。

5.如权利要求1所述的光耦合器，其中波导路径以逐渐加长的间隔分布在输出波导的径向方向上。

6.如权利要求1所述的光耦合器，其中波导路径以等间距L连接到输出波导上。

7.如权利要求6所述的光耦合器，其中相邻波导路径彼此错开的间隔为L/n(n为1或更大的整数)。

8.如权利要求1所述的光耦合器，其中波导路径随着远离板状波导而变得更窄。

9.如权利要求1所述的光耦合器，其中波导路径在到板状波导等距离的位置处连接相邻的输出波导。

10.如权利要求1所述的光耦合器，其中波导路径在到板状波导的非等距离位置处连接相邻的输出波导。

11.如权利要求1所述的光耦合器，其中波导路径相对于输出波导倾斜。

12.如权利要求1所述的光耦合器，其中波导路径在它连接到的输出波导之间的宽度相等。

13.如权利要求1所述的光耦合器，其中波导路径在它连接到的输出波导之间的宽度不等。

14.一种分光器，包括：

输入波导；

连接到输入波导上以输出光信号的多个输出波导；以及

用于连接相邻输出波导的多个波导路径，

其中相对于每一个输出波导相邻的波导路径分布在到输入波导的距离各不相同的位置处。

15.如权利要求14所述的分光器，其中波导路径以随机间隔分布在输出波导的径向方向上。

16.如权利要求14所述的分光器，其中波导路径以逐渐加长的间隔分布在输出波导的径向方向上。

17.如权利要求14所述的分光器，其中波导路径以等间距连接输出波导。

18.如权利要求14所述的分光器，其中波导路径随着远离输入波导而变得更窄。

19.一种阵列波导光栅型光学波分复用器，包括：

用于输入光信号的一或多个输入波导；

耦连到输入波导以分叉光信号的第一板状波导；

耦连到第一板状波导另一侧以将相位差给予每一个光信号的多个阵列波导；

耦连到阵列波导的另一侧以分叉和输出光信号的第二板状波导；

耦连到第二板状波导的另一侧以输出光信号的多个输出波导；以及

用于连接相邻阵列波导的波导路径，该波导路径位于第一和第二板状波导之一或者两者附近，

其中相对于每一个阵列波导相邻的波导路径位于到第一或第二板状波导的距离各不相同的位置处。

20.如权利要求19所述的阵列波导光栅型光学波分复用器，其中波导路径左右交替地将阵列波导的其中一个连接到与其相邻的阵列波导。

21.如权利要求19所述的阵列波导光栅型光学波分复用器，其中相邻波导路径在阵列波导的径向方向上彼此错开。

22.如权利要求19所述的阵列波导光栅型光学波分复用器，其中波导路径以随机的间隔分布在阵列波导的径向方向上。

23.如权利要求19所述的阵列波导光栅型光学波分复用器，其中波导路径以逐渐加长的间隔分布在阵列波导的径向方向上。

24.如权利要求19所述的阵列波导光栅型光学波分复用器，其中波导路径以等间距L连接阵列波导。

25.如权利要求24所述的阵列波导光栅型光学波分复用器，其中相邻波导路径彼此错开的间隔为L/n(n为1或更大的整数)。

26.如权利要求19所述的阵列波导光栅型光学波分复用器，其中波导路径随着远离第一或第二板状波导而变得更窄。

27.如权利要求19所述的阵列波导光栅型光学波分复用器，其中波导路径在到第一或第二板状波导的等距离位置处连接相邻的阵列波导。

28.如权利要求19所述的阵列波导光栅型光学波分复用器，其中波导路径在到第一或第二板状波导的非等距离位置处连接相邻的阵列波导。

29.如权利要求19所述的阵列波导光栅型光学波分复用器，其中波导路径相对于阵列波导倾斜。

30.如权利要求19所述的阵列波导光栅型光学波分复用器，其中波导路径在它连接到的阵列波导之间的宽度相等。

31.如权利要求19所述的阵列波导光栅型光学波分复用器，其中波导路径在它连接到的阵列波导之间的宽度不等。

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