[发明专利]混合集成单纤三向器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤到户用户端光收发器，是一种混合集成单纤三向器。本发明可广泛应用于计算机高速光互连、光传感等领域。

背景技术

光纤到户(FTTH)是目前国际上公认的“最后一公里”高速、宽带到户的最理想解决方案，是国内外光通信领域最具发展潜力和市场前景的热点研究开发项目。

日本、美国、韩国和欧洲都已启动了FTTH的推广与普及工作，我国FTTH的试点工程也已经展开。目前用户端光网络单元(ONU)用单纤三向光收发模块(Triplexer)的成本是限制FTTH大规模推广的主要瓶颈。

目前，基于以太无源光网(EPON)和千兆无源光网(GPON)的FTTH技术方案为多数专家所认可。关于EPON和GPON技术规范中，IEEE802.3ah和ITU-TG984.2采用1310nm、1490nm、1550nm三波长分配方案。其中1490nm用于语音、数据和IP视频信号的下传；1550nm用于模拟视频信号下传；1310nm专门用于数据和IP视频信号的上传。关于三波长Triplexer，目前可商用的有分立器件的立体紧凑型封装形式，该方案有聚焦透镜、TFF滤波器、激光器和探测器多个分立元构成，需大量人工组装时间，且单独封装分立器件成本较高；另一种方法是基于PLC平台，通过倒装焊技术，将TFF、PD和LD混合集成。

为进一步降低FTTH用户端Triplexer成本，近几年来，相继报道了基于波导的三波长单纤三向滤波新方法，通过级联非对称马赫-曾德干涉仪、衍射光栅、阵列波导光栅(AWG)、定向耦合器等实现三波长Triplexer功能，但大多是理论分析或初步的实验结果，也没有将接收PD和发射LD与滤波器集成在一起，远未达到实用化的要求，探索新型低成本、高集成度FTTH用单纤Triplexer实现方法仍是国内外研究机构的热点课题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合集成单纤三向器，具有结构紧凑、低成本和混合集成的优点。本发明的关键在于采用集成了分波、探测功能于一身的集成分波/探测器和在单根光纤中实行了下传信号(1490nm和1550nm波长信号)和上传信号(1310nm波长信号)同时传输的粗波分复用器。

本发明是通过下面方法实现的：

一种混合集成单纤三向器，其特征在于，包括：

一衬底；

一粗波分复用器，该粗波分复用器制作在衬底的上面；

一第一输入波导，该第一输入波导制作在衬底上，该第一输入波导在粗波分复用器的一侧；

一输出波导，该输出波导制作在衬底上，位于粗波分复用器的另一侧；

一波导，该波导制作在衬底上，该波导与输出波导成一倾角；

一第二输入波导，该第二输入波导制作在衬底上，其一端与粗波分复用器相连；

输出波导和第二输入波导同处于粗波分复用器的同一侧；

一激光器，该激光器混合集成在衬底上，该激光器的输出端与第二输入波导的一端相连接；

一监视探测器，该监视探测器混合集成在衬底上，该监视探测器的接收窗口与激光器的另一端相连接；

一集成分波/探测器，该集成分波/探测器混合集成在衬底上，该集成分波/探测器分别与输出波导和波导相连接；

一探测器，该探测器混合集成在衬底上，该探测器与波导的尾端相连接。

其中第一输入波导为公用波导，其下传信号波长为1490nm和1550nm，上传信号波长为1310nm。

其中集成分波/探测器的探测器的接收窗口蒸镀有中心波长为1550nm或1490nm窄带薄膜干涉滤波膜，用于探测下行的1550nm或1490nm波长信号。

其中粗波分复用器用于上传1310nm波长信号和下传1490nm和1550nm波长信号。

其中粗波分复用器为多模干涉器或定向耦合器。

其中衬底的材料是硅或III-V族化合物半导体。

其中所述的粗波分复用器、第一输入波导、输出波导、波导、第二输入波导的材料是二氧化硅波导或绝缘层上硅波导或III-V族化合物波导或有机-无机杂化波导或低损耗聚合物波导。

附图说明：

为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式