[发明专利]一种光栅型单纤三向复用器

权利要求书

1.一种光栅型单纤三向复用器，其特征在于：包括输入波导(1)、第一模式滤波器(13)、第二模式滤波器(27)、第一输出波导(6)、第二输出波导(19)、第三输出波导(32)、第一光栅滤波器(a)、第二光栅滤波器(b)和第三光栅滤波器(c)；输入波导(1)与第一光栅滤波器(a)的输入端相连接，第一光栅滤波器(a)的输出端依次经第一单模连接光波导(12)、第一模式滤波器(13)、第二单模连接光波导(14)与第二光栅滤波器(b)的输入端相连接，第二光栅滤波器(b)的输出端依次经第三单模连接光波导(25)、弯曲波导(26)和第二模式滤波器(27)后与第三光栅滤波器(c)的输入端连接，第三光栅滤波器(c)的下载端为第三输出波导(32)，第三光栅滤波器(c)的输出端连接输出波导(38)；输入波导(1)作为1490nm和1550nm通道信号的输入端口，同时也是1310nm通道信号的输出端口，第一输出波导(6)作为1310nm通道信号的输入端口，第二输出波导(19)作为1490nm通道信号的输出端口，第三输出波导(32)作为1550nm通道信号的输出端口；且所述的第一模式滤波器(13)和第二模式滤波器(27)均采用弯曲波导结构。

2.根据权利要求1所述的一种光栅型单纤三向复用器，其特征在于：

三个所述光栅滤波器(a、b、c)均包括一个模式解复用器、一根光栅前渐变光波导、一根光栅后渐变光波导和反对称多模波导光栅；模式解复用器主要由多模组合波导和弯曲渐变组合波导组成，弯曲渐变组合波导位于多模组合波导旁，多模组合波导包括依次连接的输入多模光波导(3/16/29)、演化区宽锥形光波导(4/17/30)和输出多模光波导(5/18/31)，输入多模光波导(3/16/29)经演化区宽锥形光波导(4/17/30)和输出多模光波导(5/18/31)的一端连接，输入多模光波导(3/16/29)连接渐变光波导(2/15/28)的一端，渐变光波导(2/15/28)的另一端作为光栅滤波器的输入端；弯曲渐变组合波导均主要由前S形弯曲波导结构(8/21/34)、演化区窄锥形光波导(7/20/33)和后S形弯曲光波导(6/19/32)结构依次连接组成，后S形弯曲光波导(6/19/32)一端作为光栅滤波器的下载端，多模组合波导中的演化区宽锥形光波导(4/17/30)与弯曲渐变组合波导中的演化区窄锥形光波导(7/20/33)靠近并发生超模演化，使得演化区宽锥形光波导(4/17/30)和演化区窄锥形光波导(7/20/33)形成演化区；光栅前渐变光波导(9/22/35)和光栅后渐变光波导(11/24/37)的一端分别连接在反对称多模波导光栅(10/23/36)的输入端和输出端，光栅前渐变光波导(9/22/35)的另一端连接到输出多模光波导(5/18/31)的另一端，光栅后渐变光波导(11/24/37)的另一端作为光栅滤波器的输出端。

3.根据权利要求2所述的一种光栅型单纤三向复用器，其特征在于：

所述的第二光栅滤波器(b)和第三光栅滤波器(c)中的反对称多模波导光栅采用切趾光栅结构，切趾光栅通过两侧光栅齿的轴向上的横移的高斯分布实现切趾。

4.根据权利要求2所述的一种光栅型单纤三向复用器，其特征在于：

所述的第一光栅滤波器(a)、第二光栅滤波器(b)和第三光栅滤波器(c)的反对称多模波导光栅的中心谐振波长分别为1310nm、1490nm和1550nm，三者的带宽分别为100nm、20nm和10nm。

5.根据权利要求2所述的一种光栅型单纤三向复用器，其特征在于：

所述的反对称多模波导光栅(10/23/36)能实现TE₀模式反向耦合为TE₁模式，满足相位匹配条件(n₀+n₁)/2＝λ/Λ，式中n₀为TE₀模式的有效折射率，n₁为TE₁模式有效折射率，λ为谐振波长，Λ为光栅齿周期。