[发明专利]一种级联式可调硅基布拉格光栅色散补偿器

说明书

本发明公开了一种级联式可调硅基布拉格光栅色散补偿器。多级光开关间经直波导和布拉格光栅色散补偿器串联，第一级光开关输入端连接输入端直波导，最后一级光开关输出端连接输出端直波导；每级布拉格光栅色散补偿器中，补偿器输入波导输入端和光开关输出端连接，补偿器输入波导输出端连接啁啾布拉格光栅输入端，补偿器输出波导输入端连接啁啾布拉格光栅输出端，补偿器输出波导输出端和光开关输入端连接，啁啾布拉格光栅上有加热电极。本发明通过级联布拉格光栅色散补偿器和集成加热电极精确调节和控制色散补偿值，以实现对色散值大范围精确补偿，具有集成度高、可调范围广、精度高等优点。

技术领域

本发明涉及一种色散补偿器，尤其是涉及了一种级联式可调硅基布拉格光栅色散补偿器。

背景技术

在光通信系统中，光信号在长距离传输后通常会伴有色散，导致光信号发生脉冲展宽和变形，进而产生串扰，系统误码率增加，导致传输速率和传输带宽降低，传输距离急剧下降。色散补偿器件通过对色散进行精确补偿大幅提高光信号的质量，保证传输效率与传输距离不受色散大幅影响。在用于色散补偿的器件结构中，布拉格光栅因易于连接波导和对偏振不敏感等优势而常被选择色散补偿器件，啁啾布拉格光栅在不同位置处有不同的等效折射率，对应不同的布拉格波长，可实现在不同位置反射光信号中不同的波长，在不同波长间产生时延差值，来对色散进行补偿，因此在光通信系统中作为色散补偿器件有优异的性质。

同时随着硅基集成光子技术的发展，这种与CMOS工艺兼容的集成器件被广泛研究和应用。硅材料对光束缚能力强，能够在单片上集成大量光学器件，实现低能耗、小尺寸、低成本的片上集成光互联系统。目前的硅基色散补偿器件通常采用单一啁啾布拉格光栅对固定波长范围进行定量色散补偿，并且仅能通过单一加热电极对布拉格光栅波长进行调节，可调范围小。但通常实际光通信系统中产生的色散会随着多种环境因素变化，传统的静态色散补偿器件可调范围小、精度低，只能进行粗略补偿，不能满足光通信系统大范围可调的色散补偿需求，因此可随着系统需求而进行精确且大范围补偿值的色散补偿技术被急切需要。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种级联式可调硅基布拉格光栅色散补偿器件，从而实现大范围、高精度的色散值补偿，其高集成度的器件结构，具有重要的应用价值。

本发明通过级联布拉格光栅色散补偿器和集成加热电极精确调节和控制色散补偿值大小，以实现对色散值大范围的精确补偿，具有集成度高、可调范围广、精度高等优点。

本发明所采用的技术方案是：

本发明包括输入端直波导、多级光开关、多级布拉格光栅色散补偿器、各级直波导和输出端直波导，多级光开关之间通过直波导和布拉格光栅色散补偿器串联，第一级光开关的输入端连接输入端直波导，最后一级光开关的输出端连接输出端直波导。

所述的上一级光开关的一个输出端经直波导和下一级光开关的一个输入端连接，上一级光开关的另一个输出端经布拉格光栅色散补偿器和下一级光开关的另一个输入端连接。

每级布拉格光栅色散补偿器主要由补偿器输入波导、啁啾布拉格光栅、加热电极和补偿器输出波导组成；补偿器输入波导的输入端和上一级光开关的输出端连接，补偿器输入波导的输出端连接啁啾布拉格光栅的输入端，补偿器输出波导的输入端连接啁啾布拉格光栅的输出端，补偿器输出波导的输出端和下一级光开关的输入端连接，啁啾布拉格光栅上面覆盖有加热电极。

输入端直波导输入光信号，光信号在经过每个光开关时通过光开关选择连接下一级布拉格光栅色散补偿器或连接下一级直波导，每一级光信号进入布拉格光栅色散补偿器中，是通过补偿器输入波导输入啁啾布拉格光栅，不同波长的光在布拉格光栅内的不同位置发生反射进而改变光程进行补偿，补偿后通过补偿器输出波导进入下一级光开关。