CN201654271U - 用于光纤到户的平面光波导型单纤三向复用器 - Google Patents
用于光纤到户的平面光波导型单纤三向复用器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201654271U CN201654271U CN2010201002302U CN201020100230U CN201654271U CN 201654271 U CN201654271 U CN 201654271U CN 2010201002302 U CN2010201002302 U CN 2010201002302U CN 201020100230 U CN201020100230 U CN 201020100230U CN 201654271 U CN201654271 U CN 201654271U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- waveguide
- fiber
- input
- arm
- straight
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Abstract
用于光纤到户的平面光波导型单纤三向复用器，包括输入第一光信号的输入光纤，第一发射机和第二发射机，输入光纤通过光分束器与一多模波导耦合器的输出臂连接；多模波导耦合器的输入直通臂将第一光信号传送至接收机；第一发射机与多模波导耦合器的输入耦合臂连接，第二发射机通过弯曲波导与多模波导耦合器连接，第二、第三光信号由输出臂输出；弯曲波导包括弯曲段和与输入耦合臂平行的直线段；输入耦合臂为直波导，输入耦合臂与直线段形成平行波导耦合区域，输入耦合臂与弯曲段形成直波导-弯曲波导耦合区域，直波导-弯曲波导耦合区域采用有限差分光束传播法耦合第二、第三光信号。本实用新型具有器件尺寸小，传输损耗小的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于光纤接入网络领域，尤其是用于光纤到户(FTTH)的单纤三向复用器，特别是一种基于平面集成光路技术(PLC，Planar Lightwave Circuit)的单纤三向复用器。
技术背景
随着光纤接入网络技术的长足进展，以及IPTV、视频点播和网络游戏等业务量的增加，用户对接入带宽的需求进一步增加，对光纤接入网络要求越来越高，FTTH已经成为光纤接入网络的主要技术方案，而无源光网络(PON)技术是FTTH的主流技术，它可以实现视频、语音、数据三网合一。在用于FTTH的PON技术中，实现光线路终端(OLT)和终端用户之间通信的核心器件就是单纤三向复用器，研制出满足通信带宽要求、低成本、低损耗的单纤三向复用器是应用领域的实际需求，因此具有非常重要的意义。这些实际要求也是制约FTTH技术推广的关键因素。
单纤三向复用器的主要功能，是将OLT输出的波长1490nm的语音信号和波长1550nm的视频信号，以及用户上传的波长1310nm信号复用进一根光纤，用户可以通过接收机分别接收1490nm语音信号和波长1550nm视频信号。目前实际应用的单纤三向复用器基于分立器件技术，具有不易于封装、耦合损耗大和成本高等缺点；而利用集成光学技术的单纤三向复用器，目前多集中于基于多模波导耦合器(MMI)和基于阵列波导光栅(AWG)两大类，具有耦合损耗低，结构紧凑以及易于大规模集成的优点。其中MMI又具有偏振损耗低、加工容差大等优点，但是由于利用传统的自成像现象和波分复用原理设计，器件的长度很长、不够紧凑。与本实用新型最接近的现有技术是采用两个级联的MMI构成的单纤三向复用器，参见附图1，并采用基于弱导条件下额外自成像现象来减小器件的长度(Jong-KyunHong，Sang-Sun Lee，PLC-based novel triplexer with a simple structurefor optical transceiver module application，IEEE Photonics TechnologyLetters，vol.26，No.1，pp21-23，2008)，然而这种结构中，MMI的输出臂、输入直通臂和输入耦合臂均为带弯曲段的波导，而弯曲波导的长度大，加工成本高，导致器件尺寸大、传输损耗高的缺点，并且没有考虑带宽要求。另外，现阶段所有国内外研究者更多关注于单纤三向复用器件核心芯片结构的设计，对于单纤三向复用器中的输入光纤工作状态的监控还没有涉及。
发明内容
为克服现有技术的器件尺寸大，传输损耗高的缺点，本实用新型提供了一种器件尺寸小，传输损耗小用于光纤到户的平面光波导型单纤三向复用器。
用于光纤到户的平面光波导型单纤三向复用器，包括输入第一光信号的输入光纤，发射第二光信号的第一发射机和发射第三光信号的第二发射机，所述的输入光纤通过光分束器与一多模波导耦合器的输出臂连接；所述的多模波导耦合器的输入直通臂将第一光信号传送至接收机；所述的第一发射机与所述的多模波导耦合器的输入耦合臂连接，所述的第二发射机通过弯曲波导与所述的多模波导耦合器连接，所述的第二、第三光信号由所述的输出臂输出；所述的弯曲波导包括弯曲段和与所述的输入耦合臂平行的直线段；
其特征在于：所述的输入耦合臂为直波导，所述的输入耦合臂与所述的直线段形成平行波导耦合区域，所述的输入耦合臂与所述的弯曲段形成直波导-弯曲波导耦合区域，所述的直波导-弯曲波导耦合区域采用有限差分光束传播法耦合所述的第二、第三光信号。
所述的第一光信号为波长为1310nm的光波，第二光信号为波长为1550nm的光波，第三光信号为波长为1490nm的光波。
进一步，所述的单纤三向复用器还设有能分别获取各光信号在输入端的光功率和输出端的光功率、并以各光信号在有输入光功率的同时、有相应的输出光功率为正常工作状态的监控模块，所述的光分束器的输出端与所述的监控模块的输入端连接，所述的接收机的输入端、第一发射机的输出端、第二发射机的输出端分别与所述的监控模块的输入端连接。
进一步，所述的弯曲波导采用掩埋型玻璃基波导。所述的波导的芯层折射率为nc＝1.4603，包层折射率ns＝1.4582，输入和输出的单模波导横截面为6μm×6μm。
进一步，所述的平行波导耦合区域的长度为8822μm，所述的输入耦合臂与所述的直线段的间距为1.2μm；所述的直波导-弯曲波导耦合区域的长度为3200μm。
进一步，所述的多模波导耦合器的宽度为18μm，长度为3870μm。
本实用新型的有益效果是：1、多模波导耦合器的输入耦合臂采用直波导，相对于传统的弯曲波导，其长度短、使器件结构紧凑、降低了光信号的传输损耗，且加工简单，成本低。2、加入单纤三向复用器的监控模块，实时监控OLT和用户之间的工作光纤以及单纤三向复用器中光纤与波导之间的连接状态，保障通信的通畅。3、玻璃介质光波导与光纤之间的耦合损耗低。
附图说明
图1是已有技术单纤三向复用器结构示意图
图2是本实用新型一种用于光纤到户的新型平面光波导型单纤三向复用器结构示意图
图3(a)是MMI输入1310nm工作波长时的光束传输曲线图
图3(b)是MMI输入1490nm工作波长时的光束传输曲线图
图3(c)是MMI输入1550nm工作波长时的光束传输曲线图
图4(a)是弯曲波导输入1490nm波长时的光束传输曲线图
图4(b)是弯曲波导输入1550nm波长时的光束传输曲线图
图5是本实用新型在波长范围为1000nm至1800nm时扫描得到的模拟输出谱
具体实施方式
参照附图，进一步说明本实用新型：
用于光纤到户的平面光波导型单纤三向复用器，包括输入第一光信号的输入光纤1，发射第二光信号的第一发射机2和发射第三光信号的第二发射机3，所述的输入光纤1通过光分束器4与一多模波导耦合器5的输出臂51连接；所述的多模波导耦合器5的输入直通臂52将第一光信号传送至接收机6；所述的第一发射机2与所述的多模波导耦合器5的输入耦合臂53连接，所述的第二发射机3通过弯曲波导7与所述的多模波导耦合器5连接，所述的第二、第三光信号由所述的输出臂51输出；所述的弯曲波导7包括弯曲段71和与所述的输入耦合臂53平行的直线段72；
所述的输入耦合臂53为直波导，所述的输入耦合臂53与所述的直线段72形成平行波导耦合区域，所述的输入耦合臂53与所述的弯曲段71形成直波导-弯曲波导耦合区域，所述的直波导-弯曲波导耦合区域采用有限差分光束传播法耦合所述的第二、第三光信号。所述的第一光信号为波长为1310nm的光波，第二光信号为波长为1550nm的光波，第三光信号为波长为1490nm的光波。
第三光信号经过直波导-弯曲波导耦合区域复用后进入输入耦合臂53，利用弱导条件下多模波导耦合器的额外自成像原理将第二光信号(1550nm光波)和第三光信号(1490nm光波)合波信号耦合进输出臂51，由输入光纤将合波信号输出。
多模波导耦合器的额外自成像原理是指：在弱导条件下，由于古汉欣位移导致多模波导耦合器的多模区域中导模的相位失配，多模波导耦合器形成的额外自成像更容易被观察到，并且随着多模波导耦合器器件长度的增加，这种额外自成像的质量比多模波导耦合器传统自成像更好，因此可以利用额外自成像设计具有波分复用功能的多模波导耦合器波导耦合器。
所述的单纤三向复用器还设有能分别获取各光信号在输入端的光功率和输出端的光功率、并以各光信号在有输入光功率的同时、有相应的输出光功率为正常工作状态的监控模块8，所述的光分束器4的输出端与所述的监控模块8的输入端连接，所述的接收机6的输入端、第一发射机2的输出端、第二发射机3的输出端分别与所述的监控模块8的输入端连接。
所述的弯曲波导7采用掩埋型玻璃基波导。所述的波导的芯层折射率为nc＝1.4603，包层折射率ns＝1.4582，输入和输出的单模波导横截面为6μm×6μm。
所述的平行波导耦合区域的长度为8822μm，所述的输入耦合臂与所述的直线段的间距为1.2μm；所述的直波导-弯曲波导耦合区域的长度为3200μm。
所述的多模波导耦合器5的宽度为18μm，长度为3870μm。
参见附图5，模拟器件的输出谱可以发现1310nm、1490nm和1550nm波长的3dB带宽分别为160nm、34nm和45nm，满足ITU规定的100nm、20nm和20nm的通信要求。1490nm与1550nm之间隔离度为14.6dB，1310nm波长与1490nm、1550nm之间的隔离度最优值分别为21.6dB和23.2dB，而实际传输时由于上行信号和下行信号的双向传输隔度完全可以达到ITU规定的大于45dB要求，因为1310波长对其他两个端口的串扰是由光纤和波导耦合时端面的回波反射产生的，可以通过改进光纤与波导芯片的耦合封装增加回波损耗。工作波长1310nm、1490nm和1550nm的耦合损耗(包括与光纤耦合损耗)分别为1.5dB、0.5dB和1.3dB。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (5)
1.用于光纤到户的平面光波导型单纤三向复用器，包括输入第一光信号的输入光纤，发射第二光信号的第一发射机和发射第三光信号的第二发射机，所述的输入光纤通过光分束器与一多模波导耦合器的输出臂连接；所述的多模波导耦合器的输入直通臂将第一光信号传送至接收机；所述的第一发射机与所述的多模波导耦合器的输入耦合臂连接，所述的第二发射机通过弯曲波导与所述的多模波导耦合器连接，所述的第二、第三光信号由所述的输出臂输出；所述的弯曲波导包括弯曲段和与所述的输入耦合臂平行的直线段；
其特征在于：所述的输入耦合臂为直波导，所述的输入耦合臂与所述的直线段形成平行波导耦合区域，所述的输入耦合臂与所述的弯曲段形成直波导-弯曲波导耦合区域，所述的直波导-弯曲波导耦合区域采用有限差分光束传播法耦合所述的第二、第三光信号。
2.如权利要求1所述的用于光纤到户的平面光波导型单纤三向复用器，其特征在于：所述的单纤三向复用器还设有能分别获取各光信号在输入端的光功率和输出端的光功率、并以各光信号在有输入光功率的同时、有相应的输出光功率为正常工作状态的监控模块，所述的光分束器的输出端与所述的监控模块的输入端连接，所述的接收机的输入端、第一发射机的输出端、第二发射机的输出端分别与所述的监 控模块的输入端连接。
3.如权利要求2所述的用于光纤到户的平面光波导型单纤三向复用器，其特征在于：所述的弯曲波导采用掩埋型玻璃基波导，所述的波导的芯层折射率为nc＝1.4603，包层折射率ns＝1.4582，输入和输出的单模波导横截面为6μm×6μm。
4.如权利要求3所述的用于光纤到户的平面光波导型单纤三向复用器，其特征在于：所述的平行波导耦合区域的长度为8822μm，所述的输入耦合臂与所述的直线段的间距为1.2μm；所述的直波导-弯曲波导耦合区域的长度为3200μm。
5.如权利要求4所述的用于光纤到户的平面光波导型单纤三向复用器，其特征在于：所述的多模波导耦合器的宽度为18μm，长度为3870μm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010201002302U CN201654271U (zh) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | 用于光纤到户的平面光波导型单纤三向复用器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010201002302U CN201654271U (zh) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | 用于光纤到户的平面光波导型单纤三向复用器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201654271U true CN201654271U (zh) | 2010-11-24 |
Family
ID=43119515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010201002302U Expired - Lifetime CN201654271U (zh) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | 用于光纤到户的平面光波导型单纤三向复用器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201654271U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102279441A (zh) * | 2011-07-22 | 2011-12-14 | 浙江工业大学 | 用于无源光网络的新型单纤三向复用器 |
| CN101741475B (zh) * | 2010-01-19 | 2012-07-04 | 浙江工业大学 | 用于光纤到户的平面光波导型单纤三向复用器 |
| CN114815086A (zh) * | 2021-01-28 | 2022-07-29 | 华为技术有限公司 | 集成化的光收发装置和光线路终端 |
-
2010
- 2010-01-19 CN CN2010201002302U patent/CN201654271U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101741475B (zh) * | 2010-01-19 | 2012-07-04 | 浙江工业大学 | 用于光纤到户的平面光波导型单纤三向复用器 |
| CN102279441A (zh) * | 2011-07-22 | 2011-12-14 | 浙江工业大学 | 用于无源光网络的新型单纤三向复用器 |
| CN102279441B (zh) * | 2011-07-22 | 2013-03-27 | 浙江工业大学 | 用于无源光网络的新型单纤三向复用器 |
| CN114815086A (zh) * | 2021-01-28 | 2022-07-29 | 华为技术有限公司 | 集成化的光收发装置和光线路终端 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102844695A (zh) | 多模光耦合器接口 | |
| Takahashi et al. | Uncoupled 4-core fibre with ultra-low loss and low inter core crosstalk | |
| CN104459881A (zh) | 偏振不敏感的波分复用型硅基光接收芯片 | |
| CN101741475B (zh) | 用于光纤到户的平面光波导型单纤三向复用器 | |
| WO2016172886A1 (zh) | 分光器、信号传输方法和无源光网络 | |
| WO2005116703A1 (ja) | 光導波路を含む光システム | |
| CA2590459C (en) | Point-to-point optical fibre link | |
| CN201654271U (zh) | 用于光纤到户的平面光波导型单纤三向复用器 | |
| Zhu et al. | Efficient silicon integrated four-mode edge coupler for few-mode fiber coupling | |
| Tottori et al. | Integrated optical connection module for 7-core multi-core fiber and 7 single mode fibers | |
| CN102279441B (zh) | 用于无源光网络的新型单纤三向复用器 | |
| CN201114095Y (zh) | 波分复用单纤双向器件结构 | |
| CN209086477U (zh) | 波分复用模组及光发射装置 | |
| CN202171657U (zh) | 用于无源光网络的新型单纤三向复用器 | |
| CN109709643A (zh) | 一种基于单片集成的双偏振模式复用-解复用芯片 | |
| CN114089472A (zh) | 一种聚合物模式复用器、空分复用器件及空分复用方法 | |
| CN102262265B (zh) | 一种应用于ftth系统的平面光波导分路器 | |
| CN115508954A (zh) | 一种光收发组件 | |
| CN201892762U (zh) | 用于cfp-lr4的波分复用解复用光组件 | |
| CN101852891B (zh) | 一种光纤到户用单纤三向复用器芯片 | |
| CN101551489A (zh) | 一种具有波长选择性的1×n功分器 | |
| CN201804129U (zh) | 一种应用于ftth系统的平面光波导分路器 | |
| Lee et al. | PLC platform for bidirectional transceiver with wide multimode output waveguide to receiver | |
| Liu et al. | Graded-index seven-core fiber optimized for high density and ultra-wideband parallel transmission application | |
| CN201229418Y (zh) | 一种平面光波导分路器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20101124 Effective date of abandoning: 20100119 |
|
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20101124 Effective date of abandoning: 20100119 |