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CN106199829A - 一种具有信道监控功能的阵列波导光栅 - Google Patents

一种具有信道监控功能的阵列波导光栅 Download PDF

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CN106199829A
CN106199829A CN201610719547.6A CN201610719547A CN106199829A CN 106199829 A CN106199829 A CN 106199829A CN 201610719547 A CN201610719547 A CN 201610719547A CN 106199829 A CN106199829 A CN 106199829A
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coupler
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马卫东
周天红
张冀
李迪
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Accelink Technologies Co Ltd
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Accelink Technologies Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种具有信道监控功能的阵列波导光栅，包括AWG、PLC型分光耦合器，AWG、PLC型分光耦合器集成在同一波导衬底上，在AWG输入波导或者输出波导的需要监控的通道上设置有PLC型分光耦合器。本发明装置不增加额外的芯片制作工艺，也不需要对AWG作特殊设计，工艺简单，满足规模化生产要求；本发明实现监控功能的分光耦合器与AWG单片集成，结构紧凑。

Description

一种具有信道监控功能的阵列波导光栅
技术领域
本发明涉及一种具有信道监控功能的阵列波导光栅，本发明属于通信领域。
背景技术
随着40/100吉比特以太网(GbE)光接口标准(IEEE802.3ba-2010)和可插拔光收发器模块标准(CFP-MAS Rev 1.4)的完成，以及第一代40GbE/100GbE CFP产品逐渐进入市场，制造商逐渐将注意力转移到40/100GbE可插拔收发器的研发和设计上。对系统制造商和客户而言，模块功耗和尺寸是提高系统端口密度，降低整个光端口成本的关键指标，因而成为研发和设计的首要目标，采用单片集成的波导方案是主流实现方案。
IEEE 802.3ba-2010定义了应用最广泛的40GBase-LR4的光接口工作在1310nm，波长间隔为20nm的4波长CWDM，在单模光纤上实现了光复用和解复用；IEEE 802.3ba-2010定义了应用最广泛的100GBase-LR4/ER4的光接口工作在1310nm，利用间隔为800GHz的4波长LAN-WDM，在单模光纤上实现了光复用和解复用。下一代40GbE/100GbE光收发器模块必须显著降低其功率和尺寸，将PLC型AWG复用器与DFB分立或阵列激光器混合集成在一起的方法，已经在业界获得了广泛应用；类似地，将PIN-PD和TIA阵列与PLC型AWG解复用器混合集成的技术也在广泛应用。
波分复用系统中，光源波长的温度漂移及波分复用器/解复用器的温度敏感性会引起信道中心波长、插损的变化；宽带光放大器增益不平坦及增益变化会引起各信道光功率的变化；系统中心波长漂移引起各信道信噪比的变化。这些变化会导致波分系统误码率及系统信噪比的恶化，因此，复用器的各波长在复用之前及解复用器的各波长在解复用之后必须实时监控各信道中心波长、功率及光信噪比。因此，在40GE/100GE光收发模块中广泛应用的CWDM AWG及LAN-WDM AWG要具有信道监控功能，以满足实际应用。
现有技术方案包括减薄波导包层来分光监控(CN2534739Y、CN1530678A)、利用第2个AWG来分光监控(CN1258968A、CN1138163C、US005617234A)、利用AWG不同衍射级次监控(US20040197049A1、US006023544A、US006690859B2、US006810177B2)、利用输出波导耦合分光监控(US007031568B2)。减薄波导包层的方案需要额外增加一次光刻、一次套刻的工艺；利用第2个AWG的方案，使得芯片过于庞大复杂；利用不同衍射级次及输出波导耦合分光的方案，都需要对AWG进行特殊的设计。这些技术方案的实现过于复杂，不利于产品化。
发明内容
本发明克服现有技术存在的缺陷，提出一种简易可行的技术方案，在CWDM AWG或LAN-WDM AWG芯片的各信道上单片集成一个分光耦合器，分出一定比例的光，用来实现信道监控功能。
本发明所采用的技术方案是：
一种具有信道监控功能的阵列波导光栅，包括AWG、PLC型分光耦合器，AWG、PLC型分光耦合器集成在同一波导衬底上，在AWG输入波导或者输出波导的需要监控的通道上设置有PLC型分光耦合器。
所述AWG输入波导的每个通道上设置有PLC型分光耦合器。
所述PLC型分光耦合器采用定向耦合器或者Y分支耦合器或者多模干涉耦合器或者马赫-泽德干涉仪。
所述PLC型分光耦合器的分光比例为0-100％。
所述PLC型分光耦合器的分光比例为5％。
所述PLC型分光耦合器的输出波导位于AWG芯片的上端、下端、左端、右端的任何位置。
所述PLC型分光耦合器的监控端口未端设置有探测装置。
所述AWG为1×4CWDM或LAN WDM AWG解复用器或者4×1CWDM或者LAN WDM AWG复用器。
所述AWG为1×N AWG解复用器或者N×1复用器，N为大于1的正整数。
所述AWG是M×N型AWG，M、N均为大于1的正整数。
本发明装置的优点是：
本发明提出了一种单片集成的、应用于AWG的信道监控功能的方案，就是在每个信道上增加了一个分光耦合器，这个分光耦合器分出的光，用于信道监控功能。此监控方案具有如下特点：
1、本发明装置不增加额外的芯片制作工艺，也不需要对AWG作特殊设计，工艺简单，满足规模化生产要求；
2、本发明实现监控功能的分光耦合器与AWG单片集成，结构紧凑；
3、本发明装置能应用于任意端口的AWG复用器/解复用器，例如：1×4CWDM或LANWDM AWG解复用器、4×1CWDM或LAN WDM AWG复用器、以及M×N型AWG复用/解复用器。
附图说明
图1是本发明1×4CWDM或LAN WDM AWG解复用器示意图；
图2是本发明1×4CWDM或LAN WDM AWG复用器示意图；
图3是本发明分光耦合器6的结构示意图
图4是本发明分光耦合器的输出位置位于4×1CWDM或LAN WDM AWG复用器芯片的下端；
图5是本发明分光耦合器的输出位置位于4×1CWDM或LAN WDM AWG复用器芯片的上端；
图6是本发明分光耦合器的输出位置位于4×1CWDM或LAN WDM AWG复用器芯片的右端；
图7是本发明分光耦合器的输出位置位于4×1CWDM或LAN WDM AWG复用器芯片的左端；
图8是本发明分光耦合器的输出位置位于1×4CWDM或LAN WDM AWG解复用器芯片的下端；
图9是本发明分光耦合器的输出位置位于1×4CWDM或LAN WDM AWG解复用器芯片的上端；
图10是本发明分光耦合器的输出位置位于1×4CWDM或LAN WDM AWG解复用器芯片的右端；
图11是本发明分光耦合器的输出位置位于1×4CWDM或LAN WDM AWG解复用器芯片的左端。
其中：
1—输入波导；2—输入平板波导；3—阵列波导；4—输出平板波导；5—输出波导；6—PLC型分光耦合器；7—探测器；A—分光耦合器的输入端口；B—分光耦合器的第一输出端口；C—分光耦合器的第二输出端口；
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具有信道监控功能的阵列波导光栅做出详细说明。
本发明提出了一种具有信道监控功能的阵列波导光栅,包括AWG、PLC型分光耦合器，AWG、PLC型分光耦合器集成在同一波导衬底上，在AWG输入波导或者输出波导的需要监控的通道上设置有PLC型分光耦合器。
本发明所要解决的技术问题是，简化AWG芯片设计及制作工艺的复杂程度，通过在芯片上单片集成分光耦合器的方案，从而实现具有信道监控功能的AWG，以满足规模化生产的实用化需求。以复用器为例，波长为λ1、λ2、λ3、λ4的光分别进入CWDM AWG或LAN-WDM AWG的4个输入波导，在这4个输入波导上分别增加一个集成的分光耦合器，分出一定比例(例如5％)的光，用于信道监控。
本发明AWG解复用/复用器的结构如图1、图2所示，由输入波导1、输入平板波导(自由传播区域)2、波导阵列3、输出平板波导(自由传播区域)4和输出波导5组成，集成在同一衬底上。输入/输出波导位于罗兰圆圆周上,对称地分布在器件的两端，相邻阵列波导间有一个固定长度差，从而产生一定的相位差，可对入射光的相位进行周期性地调制。当含有λ1,λ2,…,λn波长的复用光信号进入输入波导时，在罗兰圆周上，复用的光信号将在聚焦的输入平板波导内产生衍射的高斯束，衍射的高斯束投射到阵列波导输入口；再经过阵列波导的色散作用,引起波前倾斜，从阵列波导输出端口输出的、具有不同相位的同波长光束将在输出平板波导的同一聚焦面上干涉聚焦，不同波长的光束由于相位差异，将聚焦于输出平板波导不同的位置，从不同的输出波导输出,完成解复用功能。反之，可将不同输入波导中的具有不同波长的光信号汇集到同一根输出波导中，完成复用功能。
本发明不同信道的波长在复用前或解复用后，在每个输入波导或输出波导上都分别集成有一个PLC型分光耦合器，分光耦合器可以为定向耦合器、Y分支耦合器、多模干涉耦合器、马赫-泽德干涉仪。PLC型分光耦合器6至少有1个输入端口，即分光耦合器的输入端口A、2个输出端口，即分光耦合器的第一输出端口B、分光耦合器的第二输出端口C，如图3所示，利用不同的原理及结构，光功率能够按一定比例分配到输出端口B、C，分别从端口B、端口C输出。
本发明装置AWG的输入波导1、输入平板波导2、阵列波导3、输出平板波导4、输出波导5及PLC型分光耦合器6采用平面光波导技术单片集成在同一波导衬底上。在波导基底上依次通过热氧化、下包层沉积、波导芯层沉积、光刻、刻蚀和上包层沉积、表面钝化、退火等工艺制作出单片集成的、具有信道监控功能的AWG。
PLC型分光耦合器有两个输出端口，其中一个输出端口B(或C)与AWG相连，另一输出端口C(或B)与监控探测器7相连。
以四通道的AWG为例，对本发明的第一实施方式进行详细说明，见图4。图中的AWG为4×1CWDM或LAN WDM AWG复用器，λ1、λ2、λ3、λ4的4个波长分别从4个不同的输入波导1进入，然后分别通过分光耦合器的第一输入端口A，基于不同的分光原理，分光耦合器6能从分光耦合器的第二输出端口B分出的一定比例的光入射到监控探测器7，探测器7将输入的光信号转换为电信号，此监控电信号经过反馈控制电路，输出控制信号，来控制改变激光器的注入电流、AWG的工作温度点或接收机的工作/偏置电压等，从而能实时监控并控制AWG各信道的中心波长、功率及光信噪比；分光耦合器6的输出端口C分出的剩余比例的光依次进入到输入平板波导2、阵列波导3、输出平板波导4、输出波导5，完成波分复用的功能。此实施方式中，探测器7位于AWG芯片的下端。
图5为本发明的第二实施方式，探测器7位于AWG复用器芯片的上端。
图6为本发明的第三实施方式，探测器7位于AWG复用器芯片的右端。
图7为本发明的第四实施方式，探测器7位于AWG复用器芯片的左端。
图8为本发明的第五实施方式，探测器7位于AWG解复用器芯片的下端。
图9为本发明的第六实施方式，探测器7位于AWG解复用器芯片的上端。
图10为本发明的第七实施方式，探测器7位于AWG解复用器芯片的右端。
图11为本发明的第八实施方式，探测器7位于AWG解复用器芯片的左端。
虽然本发明已详细地示出并描述了相关的特定的实施例参考，但本领域的技术人员应该能够理解，在不背离本发明的精神和范围内可以在形式上和细节上作出各种改变。这些改变都将落入本发明的权利要求所要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有信道监控功能的阵列波导光栅，其特征在于：包括AWG、PLC型分光耦合器，AWG、PLC型分光耦合器集成在同一波导衬底上，在AWG输入波导或者输出波导的需要监控的通道上设置有PLC型分光耦合器。
2.根据权利要求1所述一种具有信道监控功能的阵列波导光栅，其特征在于：所述AWG输入波导的每个通道上设置有PLC型分光耦合器。
3.根据权利要求1或2所述一种具有信道监控功能的阵列波导光栅，其特征在于：所述PLC型分光耦合器采用定向耦合器或者Y分支耦合器或者多模干涉耦合器或者马赫-泽德干涉仪。
4.根据权利要求3所述的一种具有信道监控功能的阵列波导光栅，其特征在于：所述PLC型分光耦合器的分光比例为0-100％。
5.根据权利要求4所述的一种具有信道监控功能的阵列波导光栅，其特征在于：所述PLC型分光耦合器的分光比例为5％。
6.根据权利要求1或2所述的一种具有信道监控功能的阵列波导光栅，其特征在于：所述PLC型分光耦合器的输出波导位于AWG芯片的上端、下端、左端、右端的任何位置。
7.根据权利要求1或2所述的一种具有信道监控功能的阵列波导光栅，其特征在于：所述PLC型分光耦合器的监控端口未端设置有探测装置。
8.根据权利要求1所述的一种具有信道监控功能的阵列波导光栅，其特征在于：所述AWG为1×4CWDM或LAN WDM AWG解复用器或者4×1CWDM或者LAN WDM AWG复用器。
9.根据权利要求1所述的一种具有信道监控功能的阵列波导光栅，其特征在于：所述AWG为1×N AWG解复用器或者N×1复用器，N为大于1的正整数。
10.根据权利要求1所述的一种具有信道监控功能的阵列波导光栅，其特征在于：所述AWG是M×N型AWG，M、N均为大于1的正整数。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109799576A (zh) * 2019-02-14 2019-05-24 河南仕佳光子科技股份有限公司 一种同侧阵列波导光栅芯片
WO2025091721A1 (zh) * 2023-11-03 2025-05-08 赛丽科技(苏州)有限公司 含反向耦合器的光学相控阵芯片、系统与校准方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1260500A (zh) * 1999-01-14 2000-07-19 三星电子株式会社 阵列波导光栅组件和使用其监视光信号的装置
CN1297536A (zh) * 1998-04-22 2001-05-30 三星电子株式会社 双向光波长多路复用器/分离器
CN1360415A (zh) * 2000-12-18 2002-07-24 Jds尤尼费斯公司 周期性阵列波导光栅复用器/解复用器
CN1375947A (zh) * 2002-04-17 2002-10-23 符建 有信道监控功能的阵列波导光栅分波/合波装置
US20040197049A1 (en) * 2003-04-07 2004-10-07 Yen-Ping Ho Arrayed waveguide grating based power monitor
CN101501541A (zh) * 2006-10-11 2009-08-05 华为技术有限公司 用于监视dwdm发射器阵列的光栅抽头方法和系统
CN201830261U (zh) * 2010-10-09 2011-05-11 深圳新飞通光电子技术有限公司 具有多通道监控功能的awg
CN104904140A (zh) * 2013-12-25 2015-09-09 华为海洋网络有限公司 一种光分插复用光分支器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1297536A (zh) * 1998-04-22 2001-05-30 三星电子株式会社 双向光波长多路复用器/分离器
CN1260500A (zh) * 1999-01-14 2000-07-19 三星电子株式会社 阵列波导光栅组件和使用其监视光信号的装置
CN1360415A (zh) * 2000-12-18 2002-07-24 Jds尤尼费斯公司 周期性阵列波导光栅复用器/解复用器
CN1375947A (zh) * 2002-04-17 2002-10-23 符建 有信道监控功能的阵列波导光栅分波/合波装置
US20040197049A1 (en) * 2003-04-07 2004-10-07 Yen-Ping Ho Arrayed waveguide grating based power monitor
CN101501541A (zh) * 2006-10-11 2009-08-05 华为技术有限公司 用于监视dwdm发射器阵列的光栅抽头方法和系统
CN201830261U (zh) * 2010-10-09 2011-05-11 深圳新飞通光电子技术有限公司 具有多通道监控功能的awg
CN104904140A (zh) * 2013-12-25 2015-09-09 华为海洋网络有限公司 一种光分插复用光分支器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109799576A (zh) * 2019-02-14 2019-05-24 河南仕佳光子科技股份有限公司 一种同侧阵列波导光栅芯片
WO2025091721A1 (zh) * 2023-11-03 2025-05-08 赛丽科技(苏州)有限公司 含反向耦合器的光学相控阵芯片、系统与校准方法

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