[发明专利]光耦合装置及其控制方法

说明书

本发明实施例提供一种光耦合装置及其控制方法，该光耦合装置包括：耦合及偏振分离器、相移器、2x2可调分束器、光电探测器以及微处理器，可实现将任意偏振方向的光从光纤耦合到波导中，额外插损小，对不同偏振方向的光的固有插损相同，且结构简单、易实现小型化。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光耦合装置及其控制方法。

背景技术

目前，硅光应用正朝高密、波分等方向发展，其中关键器件如波导阵列光栅(AWG)、微环等折射率敏感器件都有强烈的偏振依赖，偏振无关耦合显得尤为重要。

现有的一种偏振无关耦合方法为：首先用二维耦合光栅(2DGC)将光纤中的光耦合进波导中，得到两束横电(TE)偏振光，接着通过相移器对两束TE偏振光进行相位控制，使得两束TE偏振光相位差为0，然后对相位差为0的两束TE偏振光用1x2分束器进行合束，最后得到一束TE偏振光。

上述方法中，由于光纤中存在是任意偏振方向的光，对于TE/TM均匀混合偏振光，固有插损为0，对于纯TE或者TM偏振光，固有插损为3dB，因此对于不同的偏振方向的光固有插损是不同的，额外插损较大。

发明内容

本发明实施例提供一种光耦合装置及其控制方法，可实现将任意偏振方向的光从光纤耦合到波导中，额外插损小。

第一方面，本发明实施例提供一种光耦合装置，包括：

耦合及偏振分离器、相移器、2x2可调分束器、光电探测器以及微处理器，其中，耦合及偏振分离器用于将光从光纤耦合到波导中，并进行偏振分束和旋转，得到具有相位差的第一束横电TE偏振光和第二束TE偏振光，第一束TE偏振光和第二束TE偏振光的强度之比为a₁∶a₂；相移器用于根据工作电压调节第一束TE偏振光和第二束TE偏振光的相位差；2x2可调分束器用于根据工作电压调节分光比，并根据分光比对第一束TE偏振光和第二束TE偏振光进行合束处理，得到第一路输出和第二路输出；光电探测器用于探测第一路输出的工作电流，并将工作电流发送给微处理器；微处理器用于根据接收到的工作电流调节相移器的工作电压和2x2可调分束器的工作电压。

本发明实施例提供的光耦合装置，通过设置耦合及偏振分离器、相移器、2x2可调分束器、光电探测器以及微处理器，耦合及偏振分离器将光从光纤耦合到波导中，并进行偏振分束，得到具有相位差的第一束TE偏振光和第二束TE偏振光，接着通过相移器调节两束偏振光的相位差，然后经2x2可调分束器进行合束处理，得到两路输出，光电探测器探测其中第一路输出的工作电流，反馈给微处理器探测到的工作电流，通过微处理器根据接收到工作电流控制相移器12的电压，调节2x2可调分束器13的工作电压，使得第一路输出的工作电流接近理论值0，从而可实现将任意偏振方向的光从光纤耦合到波导中，额外插损小，且结构简单、易实现小型化。

在一种可能的设计中，耦合及偏振分离器为模斑转换器和偏振旋转分束器，模斑转换器用于将光从光纤耦合到波导中，偏振旋转分束器用于进行偏振分束和旋转，得到具有相位差的第一束横电TE偏振光和第二束TE偏振光。

该设计中，相比较二维耦合光栅，采用模斑转换器和偏振旋转分束器，可以覆盖非常宽的波段，光学带宽较宽。

在一种可能的设计中，耦合及偏振分离器为二维耦合光栅。

在一种可能的设计中，微处理器具体用于：调节相移器的工作电压和2x2可调分束器的工作电压直到工作电流小于或等于预设阈值。

在一种可能的设计中，微处理器具体用于：按相移器的目标工作电压和2x2可调分束器的目标工作电压调节相移器的工作电压和2x2可调分束器的工作电压，相移器的目标工作电压和2x2可调分束器的目标工作电压为工作电流最小时对应的相移器的工作电压和2x2可调分束器的工作电压。