[发明专利]适合于CWDM的改善的波导光栅光学路由器

权利要求书

1.一种平面路由器，包括：

输入耦合器；

输出耦合器；以及

具有多个波导的光栅，其中所述多个波导形成所述光栅的臂；其中

所述光栅的逐个臂具有路径长度差ΔL，其中从所述光栅的每个臂到紧接着的下一个臂的所述路径长度差ΔL具有基本恒定的值；

所述光栅包括放射状波导的输入阵列、第一弯曲阵列、基本直的波导的中心阵列、第二弯曲阵列以及放射状波导的输出阵列；以及

所述第一弯曲阵列和所述第二弯曲阵列是相同的并具有相反的曲率，并且选择所述第一弯曲阵列和所述第二弯曲阵列的旋转角以产生非零衍射级次。

2.根据权利要求1所述的平面路由器，其中：

所述中心阵列的波导具有基本恒定的波导间隔。

3.根据权利要求1所述的平面路由器，其中：

所述第一弯曲阵列包括具有第一最小曲率半径的第一主波导，并且所述第一主波导位于第一光栅孔径内；

所述第二弯曲阵列包括具有第二最小曲率半径的第二主波导，并且所述第二主波导位于第二光栅孔径内；

所述第一最小半径和所述第二最小半径显著小于在所述光栅孔径的边缘处产生的半径；

所述第一主波导和所述第二主波导的旋转角θ₀和θ′₀满足条件θ₀≥θ′₀；并且

路径长度差ΔL大于以下表达式的值：

tan(θ₀/2)·(s_max+s_min)-tan(θ′₀/2)·2s_max

并且ΔL小于以下表达式的值：

tan(θ₀/2)·2s_max-tan(θ′₀/2)·(s_max+s_min)

其中，s_max和s_min分别是包括所述第一弯曲阵列和所述第二弯曲阵列以及所述中心阵列的中心光栅区域中的最大和最小的波导间隔。

4.根据权利要求1所述的平面路由器，还包括：

仅一个输出波导，并且其中，所述输入放射状阵列的角周期大于所述输出放射状阵列的角周期。

5.根据权利要求1所述的平面路由器，其中：

所述输出放射状阵列在其与所述输出耦合器的接合部处具有的角周期基本等于在其与所述第二弯曲阵列的接合部处的角周期的一半。

6.根据权利要求5所述的平面路由器，还包括：

一个输入波导和N个输出波导，所述N个输出波导在所述路由器的输出圆上的位置被选择为使得：

在所述输入波导与所述输出波导之间，所述路由器的两个相邻循环在两个分离的波长区间λ₁＜λ＜λ₂和λ₃＜λ＜λ₄中提供基本最大的传输，其中所述两个区间分别由所述两个循环产生；并且

频谱效率大于0.7。

7.一种光学布置，包括：

如权利要求5所述的第一路由器；

具有一个输入波导和N个输出波导的第二路由器，所述N个输出波导在所述第二路由器的输出圆上的位置被选择为使得在所述输入波导与所述输出波导之间，所述第二路由器的两个相邻循环在两个分离的波长区间λ1＜λ＜λ2和λ3＜λ＜λ₄中提供基本最大的传输，其中所述两个区间分别由所述两个循环产生，并且频谱效率大于0.7，光纤耦合到所述第一路由器和所述第二路由器，其中：

所述第一路由器包括2N个输入端口和一个输出端口；并且

在所述第一路由器的一个循环中传输2N个波长信道。

8.根据权利要求7所述的光学布置，其中，所述第一路由器的所述光栅的每个臂都包括具有不同有效折射率的部分。