[发明专利]阵列波导光栅波分复用器

说明书

技术领域

本发明涉及光学设备领域，特别涉及一种阵列波导光栅波分复用器。

背景技术

阵列波导光栅波分复用器(AWG，Arrayed Waveguide Grating)是以平面光路技术制作的器件，由输入波导、输入平板波导(输入星形耦合器)、阵列波导、输出平板波导(输出星形耦合器)和输出波导阵列五部分组成。输入的信号由输入平板波导分配到各条阵列波导中，阵列波导的长度依次递增ΔL，对通过的光信号产生等光程差，其功能相当于一个光栅，在阵列波导的输出位置发生衍射，不同波长衍射到不同角度，经过输出平板波导聚焦到不同的输出波导中。

但由于普通AWG是利用硅基二氧化硅技术制作的，二氧化硅的折射率随温度的变化而改变，波导的尺寸也会随温度的变化而改变，从而导致AWG的各个通道的波长随温度而变化。通常情况下，该类器件的中心波长的温度变化为0.011nm/℃，但通信系统要求AWG的各个输出通道光信号的波长和国际电信联盟规定的波长严格一致。为了解决AWG器件的温度敏感性，目前市场上普遍采用加热器或Pilter冷却器进行温度控制，采用温控电路使得AWG处于恒温环境下，中心波长就不会漂移。但它会对AWG本身的稳定性有不良影响、增加系统复杂性及成本。

对于上述缺陷，有一种解决方案是通过将AWG芯片切开分成两部分芯片，在两部分芯片之间通过温度补偿杆或温度补偿片来实现两部分芯片的相对位置变化，从而补偿普通AWG中心波长因温度而产生的变化。但是该方案也存在着以下缺陷：1.阵列波导光栅波分复用器芯片切割成两部分，需要再重新对光耦合，由于光波导只有几微米厚度，对光需要非常精密调节装置，且调节被限定调节空间，耦合调节非常困难。2.由于温度补偿杆或温度补偿片连接阵列波导光栅芯片所在的活动基板的一部分大多处于悬空状态，悬空部分所有受力由温度补偿杆或温度补偿片承受，使温度补偿杆或温度补偿片易发生变形，且易受到外部振动、冲击影响，使对光位置发生变化，结构稳定性差。3.机械结构复杂，高温烘烤和高低温循环后易失效。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种可以不需重新对光耦合且结构稳定性好的阵列波导光栅波分复用器。

一种阵列波导光栅波分复用器，包括基板、伸缩部、支撑部和阵列波导光栅芯片，所述伸缩部随着温度变化而伸缩；

所述阵列波导光栅芯片贴于所述基板上，所述基板和所述阵列波导光栅芯片分别被切割，所述基板被切割分成第一基板和第二基板，且所述第一基板和第二基板之间形成切割缝，所述阵列波导光栅芯片被切割分离成第一部分芯片和第二部分芯片，所述伸缩部连接所述第一基板和所述第二基板，所述伸缩部与所述切割缝的夹角不等于90°，所述支撑部连接所述第一基板和所述第二基板；

所述伸缩部随着温度变化而伸缩使得所述支撑部产生形变，进而使得所述第一基板和所述第二基板在所述切割缝方向产生相互错位移动、所述第一部分芯片和所述第二部分芯片在所述切割缝方向产生相互错位移动。

在其中一个实施例中，所述阵列波导光栅芯片包括输入波导、输入平板波导、阵列波导、输出平板波导和输出波导，所述阵列波导光栅芯片被切割缝切割分离具体为：所述输入平板波导或所述输出平板波导被所述切割缝切割分离。

在其中一个实施例中，所述支撑部为两根热膨胀系数一致、细长均匀且相互平行的细杆。

在其中一个实施例中，所述第一基板、所述第二基板和所述两根相互平行的细杆结合形成“工”字型缝隙，其中所述切割缝作为所述“工”字型缝隙的中间的竖向缝隙。

在其中一个实施例中，所述基板和所述支撑部一起为整体结构。

在其中一个实施例中，所述基板材质为金属。

在其中一个实施例中，所述金属为铟瓦合金或科瓦合金。

在其中一个实施例中，所述伸缩杆材质为金属。

在其中一个实施例中，所述金属为铝或铝合金。

上述阵列波导光栅波分复用器，包括用来使阵列波导光栅芯片被分离的两部分芯片在相对移动时更平稳的支撑部，通过随着温度变化而伸缩的伸缩部来使得支撑部产生切割缝方向的形变，从而使得第一基板和第二基板在切割缝方向产生相互错位移动、第一部分芯片和第二部分芯片在切割缝方向产生相互错位移动。由于支撑部的存在，可以将阵列波导光栅芯片贴在基板上再进行切割，不需要重新对光耦合。支撑部可以支撑阵列波导光栅芯片所在的基板，加强了结构的稳定性，并且使阵列波导光栅芯片被分离的两部分芯片在相对移动时更平稳。

附图说明

图1为本发明阵列波导光栅波分复用器一个实施例的示意图；