[发明专利]基于平面光波导集成的单纤三向波分器

说明书

技术领域

本发明属于光接入网(Optical Access Network，OAN)技术领域，涉及一种基于平面光波导集成的单纤三向波分器，特别涉及到在光接入网中用于实现光纤到户(Fiber To TheHome，FTTH)的波分器件。

背景技术

随着光通信技术的快速发展，用户对于带宽的需求也不断提高，非对称数字用户线路(Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL)接入方式的带宽逐渐成为网络应用的瓶颈，而光纤到户(FTTH)在带宽方面的优势使得它成为新一代接入网技术发展的主流。

FTTH满足了数据、语音、CATV等综合业务对高带宽的需求。根据ITU-T标准规定，在FTTH接入网中分别由三个波段的光波承载信号的传输，其中1490nm波长和1550nm波长的光作为下行信息传输窗口，分别承载下行的数据信号和CATV模拟信号，1310nm波长的光作为上行信息传输窗口，承载上行的数据信号；3个波长的带宽要求不同，分别为20nm、10nm和100nm。单纤三向波分器的可以实现对上述三种波长光的复用/解复用功能。

FTTH的广泛应用尚需进一步降低FTTH接入网的成本，尤其是FTTH接入网中相关器件的成本，因此低成本、高性能的单纤三向波分器是FTTH能否得到广泛应用的关键因素之一。

目前单纤三向波分器产品多采用分立的光学元件实现上述三个波长光波的分离。这些分立的器件体积较大、制备工艺复杂，不利于器件的集成。基于平面集成光波回路技术可实现单纤三向波分器小体积、集成化和低成本。以下是目前已报道的基于平面光波回路的三类单纤三向波分器：

Han-Sung Bae，Hyun-Shik lee，Kyong-Hon Kim et al.A triplexer opticaltransceiver module using cascaded directional couplers.Proc.of SPIE.Vol.6124，61241L，2006.中报道的基于级联型定向耦合结构的单纤三向波分器，采用平面光路(PLC)技术，将直波导定向耦合区以级联集成形式实现波分复用功能。该器件在1310nm波长处的输出带宽为20nm左右(插入损耗小于-1dB)，未能达到ITU-T规定。

Jeong Hwan Song，Kyoung-Youm Kim，Jaegeol Cho.Thin Film Filter-EmbeddedTriplexing-Filters Based on Directional Couplers for FTTH Networks.IEEEPhotonics Technology Letters，2005，17(8)：16681670.中报道的嵌入式薄膜滤光片与定向耦合结构结合的单纤三向波分器带宽未能够满足ITU-T规定，插入损耗也较大。

Mohamed H.Al-Gafy，Diaa Khalil.FTTH triplexer design using asymmetricY-junction with etched branch.IEEE Photonics Technology Letters，2007，19(15)：1157-1159.中报道的采用刻空气槽方式的非对称Y分支单纤三向波分器具有偏振相关性，只对两种光波偏振模式中的一种具有良好的滤波特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供基于平面光波导集成的单纤三向波分器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明的单纤三向波分器包括空气槽、第一直波导、第二直波导、第三直波导、第四直波导、第五直波导、第六直波导、第七直波导、第八直波导、第九直波导、第十直波导、第一余弦波导、第二余弦波导、第三余弦波导、第四余弦波导和第五余弦波导。

所有波导和空气槽处于同一平面内，所有直波导均竖直放置。

空气槽位于第一直波导左侧，其俯视图呈直角三角形状。一个直角边与第一直波导长度相等，且与第一直波导左侧边缘重合；另一直角边位于第一直波导的上端口处；

第二直波导下端口与第一直波导下端口重合，并向右倾斜；

第三直波导，位于第二直波导上端口的正上方，其下端口与第二直波导上端口连接；

第四直波导，位于第一直波导左上方，且其下端口与第一直波导上端口在竖直方向上不相接触；

第一余弦波导，一端与第一直波导的上端口连接，另一端与第四直波导下端口连接；

第五直波导，位于第三直波导正上方且不相连；