[发明专利]一种温度分段补偿的温度不敏感型阵列波导光栅(AAWG)

说明书

技术领域

本发明涉及一种阵列波导光栅，特别涉及一种温度分段补偿的温度不敏感型阵列波导光栅(AAWG),本发明属于光纤通信领域。

背景技术

通常AAWG采用温度补偿技术来保持波长的稳定，目前已有多种专利，如将芯片分成两部分，用金属温度补偿杆连接输入(或输出)部分，在温度补偿杆热胀冷缩的驱动下使输入(或输出)部分移动来补偿波长随温度的漂移。如图1所示，AWG芯片被分割成芯片移动端301和芯片固定端302两部分，分别固定在基座移动端201和基座固定端202上，第一驱动器110具有与基座移动端201和基座固定端202不同的热膨胀系数，温度变化时利用第一驱动器110的热胀冷缩驱动基座移动端201使固定在其上的AWG芯片移动端301相对于固定在基座固定端202上的芯片固定端302移动，引起中心波长偏移来抵消由阵列波导芯片温度变化引起的中心波长的偏移。

这种补偿方法是对AWG芯片波长的温度特性进行一次线性补偿。但实际的二氧化硅AWG芯片波长随温度的变化并不是线性的，是一个一次项和二次项的叠加，如公式：

Δλ＝A(n_T)·ΔT+B(n_S,n_D)·ΔT²

其中，Δλ为波长变化，A(n_T)表示热光效应函数，B(n_S,n_D)表示压光、色散效应函数，ΔT为温度变化。因此采用图1所示的这种补偿方法对AWG芯片波长的温度特性进行一次线性完全补偿后，AWG芯片的温度-波长特性表现为如图2所示二次抛物曲线，在0-40度温度范围内波长变化较小，但是在低温和高温区域波长随温度变化剧烈，在-40度到80度的温度范围内，波长随温度变化可达到60pm，因而图1所示的这种补偿方法不能适应于更宽温度范围的使用。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术存在的问题和不足，提供一种温度分段补偿的温度不敏感型阵列波导光栅，通过采用两个驱动器来驱动AWG芯片的移动端移动，使用两个驱动器在不同温度段进行补偿，使得-40至80度的温度范围内波长偏移小于30pm。

本发明采用的技术方案是：

一种温度分段补偿的温度不敏感型阵列波导光栅，包括基座、AWG芯片、第一驱动器；所述基座分割为基座移动端和基座固定端，所述AWG芯片分割为芯片移动端和芯片固定端，所述第一驱动器固定于所述基座移动端和所述基座固定端之间，第一驱动器采用热膨胀系数大于基座的材料，所述芯片移动端上端还设置有第二驱动器；所述第一驱动器对AWG芯片的波长温度特性进行线性欠补偿或线性过补偿；所述第二驱动器在一个温度区间上对AWG芯片的波长温度特性进行线性补偿；在所述温度区间上，所述第二驱动器的线性补偿与所述第一驱动器的线性欠补偿相叠加或者与所述第一驱动器的线性过补偿相抵消。

AWG芯片的波长温度特性在所述第一驱动器和第二驱动器的补偿作用下，在-40度到80度的温度范围内，波长随温度变化小于30pm。

所述芯片移动端上端还设置有弹性器，所述第二驱动器同所述弹性器相邻设置并能够推动所述弹性器发生弹性形变；所述弹性器由弹性块及设置其两端的第一固定块、第二固定块组成，第一固定块粘接固定于芯片移动端上，第二固定块粘接固定于基座移动端上，第二固定块和弹性块采用与基座移动端膨胀系数接近的材料，第一固定块采用与AWG芯片膨胀系数接近的材料；第二驱动器采用的材料膨胀系数大于基座移动端；第二驱动器一端直接或间接与基座移动端固定使其随基座移动端运动，第二驱动器另一端则与弹性器的第一固定块无缝贴合设置。

所述第二驱动器包括有呈直线设置的驱动块和第三固定块，所述第二驱动器和弹性器与AWG芯片分割边界平行，第三固定块直接固定于基座移动端上，驱动块与第一固定块无缝贴合设置。

所述第二驱动器包括驱动块和第三固定块，驱动块为“L”形，驱动块与第三固定块设置于弹性器的顶部，第三固定块通过第二固定块间接固定于基座移动端上可随基座移动端运动，驱动块“L”形内侧端与第一固定块无缝贴合。

所述第二驱动器包括驱动块和第三固定块，驱动块为“L”形，驱动块一侧与第三固定块连接，驱动块与第三固定块设置于弹性器的下侧或上侧，第三固定块直接固定于基座移动端上并随基座移动端运动，驱动块“L”形内侧端与第一固定块无缝贴合

所述芯片移动端、芯片固定端与基座之间采用高柔性粘接剂固定连接，该高柔性粘接剂的延展性>100％。

所述芯片移动端和芯片固定端之间的缝隙小于50μm。