双节反向电极定向耦合器控制的可调光波导色散补偿器.pdf

本发明公开一种双节反向电极定向耦合器控制的可调光波导色散补偿器。在光波导微环沿其构成闭环的波导局部，设置并行的输入/输出光波导，构成定向耦合器，定向耦合器的有效长度，为其耦合长度的1倍至3倍长度之间，有效长度为计入渐变分离处的耦合影响的长度，在定向耦合器上设置两段相同长度的驱动电极，两段电极反向设置于构成定向耦合器的两根波导上，构成具有双节反向电极结构的2×2输入可控定向耦合器。这种结构的可调耦合机制可以实现全范围耦合可调，而且可以具有弯曲形状，即使是对圆形光微环，也不需要采用特别的结构处理，不会增大光微环的周长。这给器件的设计带来了极大的灵活性。此外，对多级级连的设计与实现也具有极大的灵活性。

1.  一种双节反向电极定向耦合器控制的可调光波导色散补偿器，其特征在于：在光波导微环沿其构成闭环的波导局部，设置并行的输入/输出光波导，构成定向耦合器，定向耦合器的有效长度，为其耦合长度的1倍至3倍长度之间，有效长度为计入渐变分离处的耦合影响的长度，在定向耦合器上设置两段相同长度的驱动电极，两段电极反向设置于构成定向耦合器的两根波导上，构成具有双节反向电极结构的2×2输入可控定向耦合器。

2.  根据权利要求1所述的一种双节反向电极定向耦合器控制的可调光波导色散补偿器，其特征在于：光波导微环是圆形的，相应的输入/输出波导中与其构成具有定向耦合器的弧形部分，与光波导微环具有相同的圆心，此时的定向耦合器具有弯曲形状。

3.  根据权利要求1所述的一种双节反向电极定向耦合器控制的可调光波导色散补偿器，其特征在于：光波导微环是田径跑道形状的，相应的输入/输出波导采用直波导，与光波导微环的直波导部分构成平行直波导的定向耦合器。

双节反向电极定向耦合器控制的可调光波导色散补偿器
技术领域
本发明涉及光学元器件，特别涉及一种可调光波导色散补偿器。
背景技术
随着光通信中通信速率地增大，光纤中的色散已经成为限制光传输距离的主要因素，为此，对光纤中传输的光波进行色散补偿已经变得极其重要。目前，人们已经提出了许多光色散补偿方案，这其中基于全通滤波器原理，采用光微环结构的集成光波导型光色散补偿器是极具前景的方案。
采用光微环结构的光波导色散补偿器，要实现可色散补偿可调功能，则需要具有光微环的输入/输出耦合控制机制。美国贝尔实验室(Bell Labs)的麦德生等人得出了采用2×2马赫-曾德干涉结构实现耦合控制，但由于机理上的限制，耦合系数的实现存在限制，并且，由于结构上的要求，不得不增大整个光微环的周长，不利于应用。
发明内容
本发明的目的在提供一种双节反向电极定向耦合器控制的可调光波导色散补偿器，它的色散补偿可调控制功能通过采用具有双节反向电极结构的定向耦合器来实现。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在光波导微环沿其构成闭环的波导局部，设置并行的输入/输出光波导，构成定向耦合器，定向耦合器的有效长度，为其耦合长度的1倍至3倍长度之间，有效长度为计入渐变分离处的耦合影响的长度，在定向耦合器上设置两段相同长度的驱动电极，两段电极反向设置于构成定向耦合器的两根波导上，构成具有双节反向电极结构的2×2输入可控定向耦合器。
光波导微环可以是圆形的，相应的输入/输出波导中与其构成具有定向耦合器的弧形部分，与光波导微环具有相同的圆心，此时的定向耦合器具有弯曲形状。
光波导微环可以是田径跑道形状的，相应的输入/输出波导采用直波导，与光波导微环的直波导部分构成平行直波导的定向耦合器。
本发明具有的优点：
1)可以实现全范围耦合可调，这为集成光波导型光色散补偿器的设计提供了一个方案；
2)由于采用定向耦合器结构，而且定向耦合器可以具有弯曲形状，即使是对圆形光微环，也不需要采用特别的结构处理，不会增大光微环的周长。这给器件的设计带来了极大的灵活性；
3)由于具有所需特性的可调光色散补偿器往往还需要通过多级级连方案来实现，采用本发明中的圆形结构，可以相当好地利用圆的周长进行耦合控制，这给多级级连的设计与实现也带来了极大的灵活性。
附图说明
图1是双节反向电极定向耦合器控制的可调光波导色散补偿，图中光波导微环为圆形；
图2是双节反向电极定向耦合器控制的可调光波导色散补偿器，图中光波导微环为田径跑道形状；
具体实施方式
图1和图2是双节反向电极定向耦合器控制的可调光波导色散补偿器。图1中光波导微环1为圆形，图2中光波导微环11为田径跑道形状。其中的1和11是光波导微环，2和12是输入/输出耦合光波导，3和13为具有双节反转电极结构的定向耦合器部分，驱动电极4和14与驱动电极5和15分别构成了双节反转电极部分。当然，这里要说明的是，电极结构仅是示意性的，具体将根据所利用的折射率效应的驱动进行设置。
本发明的实施方式很多，在此以二氧化硅多层平面光波导工艺为实施例，但决非仅限于此实施例。
以具有一定厚度二氧化硅层的硅片或玻璃为衬底材料，生长出掺杂而具有相对高折射率值的二氧化硅芯层，并用光刻与干法刻蚀，制作出的可调光色散补偿器的芯层波导。完成芯层后，再生长出折射率稍低的上限制层。对二氧化硅光波导，可以利用其热光效应实现器件的可调特性。即，在上限制层上蒸上一层金属铬，采用光刻与腐蚀的方法，在定向耦合器部位制作出具有双节反转电极结构的加热电极。由这一加热电极激励热光效应，从而获得2×2的可调定向耦合器，实现光微环与输入/输出光波导间的耦合可调，最终获得可调的光色散补偿器。