[实用新型]T－树型结构光功率分路器

说明书

技术领域

本发明属于集成光电子技术领域，涉及一类新型的无源平面光波光路器件，具体地说是一种T-树型结构光功率分路器。

背景技术

光功率分路器件(以下简称功分器)是光纤通信网络干路连接终端用户不可或缺的器件单元，在光纤到户无源光网络中得到了广泛的应用；并随着光互连在高性能计算机中的应用，功分器也是必需的器件之一。光纤型分路器功分不均匀、体积大，在需要大端口数的场合难以应用。平面光波光路类器件基于微电子工艺，可以方便地实现大端口数、功分均匀等功能，体积小，便于应用。目前实现平面光波光路功分器的方案在于由Y型分路器、条形波导耦合器以及多模干涉型波导构成分路单元，通过级联形成T-树型结构的功分器。

然而各类应用对分路器输出端口数量及功分均匀度的要求越来越高，如何实现低损耗、结构紧凑、均匀功分、大分路数便成为了日益突出的问题。平面光波光路实现T型分路及90°转弯时，由于大角度弯曲势必大大增加损耗，若要降低损耗，则必须采用纵向缓变结构，加长器件尺寸。此外，在加工制作中不可避免地引进一些误差，导致功分不均匀。因此，如何在紧凑性和损耗间取得两者的平衡，实现功分均匀，是十分关键的问题。

发明内容

本发明提供一种能够在较低损耗的情况下减小整个器件的尺寸并能够实现匀衡输出功率的T-树型结构光功率分路器。

本发明采用如下技术方案：

一种T-树型结构光功率分路器，包括：N个T型分路器，N为大于或等于2的自然数，作为前一级T型分路器的输出端分别与做为后一级T型分路器的输入端连接，其特征在于T型分路器包括多模干涉型波导，在多模干涉型波导的一端设有作为T型分路器输入端的单模入射波导，在多模干涉型波导的输出端波导上设有V型槽并以由V型槽分隔的两段输出波导作为T型分路器的2个输出端，在多模干涉型波导上设有光功率调制模块。在前一级T型分路器的输出端与后一级T型分路器的输入端之间设有直角拐弯单元，该单元由多模波导、弧形波导及模斑转换器组成，多模波导的一端作为直角拐弯单元的输入端，多模波导的另一端与弧形波导的一端连接，弧形波导的另一端与模斑转换器宽度较大的一端相连，模斑转换器的另一端作为直角拐弯单元的输出端，上述直角拐弯单元的输入端与前一级T型分路器的输出端连接，直角拐弯单元的输出端与后一级T型分路器的输入端连接。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明融合了多模干涉型波导型结构紧凑的特点，提出了一种新型的结构使衙光波在较低损耗、较低偏振影响的情况下可以形成直角拐弯，大大减小了整个器件的尺寸，损耗降低为0.5dB。同时加入了可调模块，均衡了输出功率。结合紧凑性的特点，有利于器件的单片集成规模化生产。

T-树型结构功分器由1×2分路单元级联构成。该单元在传统的多模干涉型波导分路器的基础上，在出射端中心处加入V型槽，构成T型分路器，适当选取V型槽的张开角度以及多模干涉型波导的横宽比，可以降低光波由大角度弯曲所带来的损耗。为均衡输出功率，在多模干涉型波导中加入了可调模块。为降低由大解度弯曲级联带来的损耗，设计了一种新型的直角拐弯单元结构。该结构有效的降低了弯曲损耗以及偏振的影响。在输出端加入模斑转换器，以单模工作的波导连接下一级分路器。

附图说明

图1是T-树型结构功分器结构示意图。

图2是T型分路器结构示意图。

图3是直角拐弯单元示意图。

图4是入射端波导的横截面图。

图5是入射端波导3的本征模场图，图5a为TE模场图、图5b为TM模场图。

图6是1×2分路器TE模传输仿真模场图。

图7是1×2分路器TM模传输仿真模场图。

图8是波导工作在TE模状态下连续波激励T型分路单元的归一化输入输出能量与传播距离的关系曲线图。

图9是波导工作在TM模状态下连续波激励T型分路单元的归一化输入输出能量与传播距离的关系曲线图。

具体实施方式