[发明专利]一种无热阵列波导光栅模块及宽温补偿方法

说明书

本发明实施例提供一种无热阵列波导光栅模块及宽温补偿方法。所述无热阵列波导光栅模块，包括：AWG芯片，所述AWG芯片的背面设置有金属电极；温度调节控制装置，所述温度调节控制装置与所述金属电极电连接，用于通过所述金属电极的阻值计算所述AWG芯片的工作温度，并在工业温度范围的预设温度范围内将所述AWG芯片的工作温度调节至目标温度或维持在目标温度的预定范围内。本发明实施例针对芯片级AWG组件在工业级温度范围的预设温度范围内进行温度调节控制，功耗更低，响应速度更快，使得波长漂移的控制精度能适应更宽的温度范围，能够满足工业应用需求。

技术领域

本发明实施例涉及光器件领域，尤其涉及一种无热阵列波导光栅模块及宽温补偿方法。

背景技术

阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Gratings，简称AWG)是基于平面光波导的光器件，由输入波导、输入平板波导、阵列波导、输出平板波导和输出波导组成，其中相邻阵列波导具有固定的长度差。AWG是密集波分复用系统的关键光器件，具有集成度高、通道数目多、插入损耗小，易于批量自动化生产等优点。AWG密集波分复用系统对复用/解复用器件的中心波长稳定性要求较高，中心波长精度需要控制在通道间隔的+/-5％以内，通常在100GHz，50GHz和25GHz间隔的波分复用系统中，中心波长精度分别需要控制+/-0.04nm，+/-0.02nm和+/-0.01nm以内。但是，传统的硅基AWG芯片对温度比较敏感，一般中心波长随温度的漂移为0.0118nm/℃，在波分复用系统工作环境温度内(-40℃至85℃)，AWG芯片的中心波长漂移量明显超出了系统要求，因此，需要采用措施来控制AWG芯片的中心波长，使其能在工作环境温度内正常工作。常用的方法是采用加热片和温控电路将芯片温度固定在某一恒定值，通常需要将温度控制在65°以上。

无热AWG(Athermal AWG,简称AAWG)技术是一种常用的中心波长控制技术，无热AWG采用温度补偿的技术保持波长的稳定，其中芯片级的无热AWG技术方案不同于采用温度驱动杆的热胀冷缩原理驱动相对位移来补偿波长随温度的漂移原理。现有实现方法中较为常见的是采用在芯片光路中加入了一部分负热系数材料，比如硅酮、polymer、紫外胶材料等，其热光系数与二氧化硅材料热光系数符号相反，使温度对两种材料的影响相互抵消，从而补偿与温度相关的AWG中心波长随温度的漂移。负热系数的填充材料通常对于温度的负光路变化值比SIO2基波导大几十倍。因此采用这种方案制作的无热AWG模块的工作温度相关特性只有SIO2基AWG芯片的几十分之一。

现有的芯片级无热AWG技术波长精度主要体现在仅满足商温区域例如-5～65℃内抑制其波长温度相关特性。而面对工业级的无热AWG芯片，需要刻蚀不止一个三角槽，工艺难度高，且芯片工艺本身原因，成品率会较现有技术降低。因此，亟需要一种方案，使得芯片级AWG模块在宽温(-40～85℃)范围工作时，功耗低、且中心波长满足50G、25G甚至更为密集的波分复用系统的要求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种无热阵列波导光栅模块及宽温补偿方法。

第一方面，本发明实施例提供一种无热阵列波导光栅模块，包括：

AWG芯片，所述AWG芯片的背面设置有金属电极；

温度调节控制装置，所述温度调节控制装置与所述金属电极电连接，用于通过所述金属电极的阻值计算所述AWG芯片的工作温度，并在工业温度范围的预设温度范围内将所述AWG芯片的工作温度调节至目标温度或维持在目标温度的预定范围内。

本发明实施例提供的一种无热阵列波导光栅模块，通过AWG芯片的背面设置有金属电极与温度调节控制装置相连，温度调节控制装置可以通过金属电极的阻值计算AWG芯片的工作温度，在获知AWG芯片的工作温度后，能够对AWG芯片整体均匀的加热或做相应的降温调节处理，从而实现芯片级AWG芯片的温度调节与监控。