[发明专利]紧密级联型1×N光功率分配器

说明书

技术领域

本发明涉及光功率分配器，尤其涉及一种紧密级联型                                               光功率分配器。

背景技术

光功率分配器是有线电视网（CATV）、无源光网络（PON）、光局域网等通讯网络的核心器件之一，其主要规格有等多种。理想的光功率分配器应满足外形尺寸小、插入损耗小、带宽高、功率分配均匀等条件，因此，实际应用中多采用平板波导结构（PLC）的级联型光功率分配器。

如图1所示为沿Z轴放置的使用传统级联方式的光功率分配器100，该光功率分配器100由5级光功率分配器单元按二叉树形式连接构成。光信号从输入波导101进入，经第一级光功率分配器单元102均分为2路，再由形连接波导103进入第2级均分为4路，依此类推，直至末级光功率分配器单元104，构成光功率分配器100，从而实现光信号的32路均分。当该类光功率分配器的级数从增加到时，器件长度增加：

      

其中，为光功率分配器长度的增量，为光功率分配器单元的长度，为其在轴方向的投影，为新增形连接波导在轴方向的投影，为相邻输出波导的间距，为形连接波导的半径。当时，，即由波导引起的器件长度增加按的幂次上升。故随着级数的增加，级联型光功率分配器的长度迅速增长，造成光功率分配器集成度的下降。同时，由于光信号通过的路径长度与器件长度近似成正比，故当级数较大时，光信号的路径损耗也较大，造成较大的插入损耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种紧密级联型光功率分配器，本光功率分配器有效提高了集成度，其器件长度小于传统光功率分配器，且随级数增长较慢，能在级联数较高的情况下保持较小的外形尺寸，减小了光器件的插入损耗，具有带宽高、功率分配均匀等优点。

为解决上述技术问题，本发明紧密级联型光功率分配器包括一个输入波导和等距排列的N个输出波导，所述输入波导轴线与N个输出波导轴线平行，还包括分叉区，所述分叉区包括级联的个光功率分配器单元，级联数，所述级联的的个光功率分配器单元首级输入端连接所述输入波导、末级输出端由多段弧形波导和/或多段直波导分别连接N个输出波导，除第一级光功率分配器单元外，任意光功率分配器单元对称轴与所述输入波导轴线相交，所述个光功率分配器单元之间由单段弧形波导连接。

进一步，上述任意波导之间平滑连接，波导与波导接口处的切线重合。    

进一步，上述级联的的个光功率分配器单元末级输出端与N个输出波导连接的弧形波导由单段圆弧或两段圆弧构成。

由于本发明紧密级联型光功率分配器采用了上述技术方案，即本分配器包括一个输入波导、N个输出波导和分叉区，分叉区包括级联的个光功率分配器单元，级联数，级联的的个光功率分配器单元首级输入端连接输入波导、末级输出端由多段弧形波导和/或多段直波导分别连接N个输出波导，除第一级光功率分配器单元外，任意光功率分配器单元对称轴与所述输入波导轴线相交，所述个光功率分配器单元之间由单段弧形波导连接。本光功率分配器有效提高了集成度，其器件长度小于传统光功率分配器，且随级数增长较慢，能在级联数较高的情况下保持较小的外形尺寸，减小了光器件的插入损耗，具有带宽高、功率分配均匀等优点。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为传统级联方式的光功率分配器的示意图；

图2为本发明紧密级联型光功率分配器的示意图；

图3为半径相同的S形波导与弧形波导的对比示意图；

图4为与输出波导连接的弧形波导示意图之一；

图5为与输出波导连接的弧形波导示意图之二；

图6为与输出波导连接的弧形波导示意图之三；

图7为级数不同时本分配器与传统分配器的长度比较示意图；

图8为本分配器和传统分配器插入损耗随波长变化的示意图；

图9为紧密级联型光功率分配器的版图。

具体实施方式