[发明专利]光波导传输损耗的测量方法和测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光波导的测量方法，尤其是一种通过测量干涉光谱求出光波导净传输损耗的测量方法。

本发明还涉及用于上述方法的测量装置。

背景技术

在集成光学领域中，光波导是构造集成光电子器件的基础，传输损耗的大小直接关系到光电子器件的性能。因此，精确获知光波导的传输损耗对于构造高质量的集成光学器件、提高微纳米加工的工艺水平具有极为重要的作用。

目前广泛采用的测量光波导传输损耗的方法是截断法(cut-backmethod)，如图1所示。由于不同长度的光波导的传输损耗不同导致光纤对光纤的测量时其总插入损耗也不相同。利用波导长度与总体插入损耗的依赖关系，就可以得出待测量波导单位长度的传输损耗。具体的做法是：首先在同一光波导芯片上加工出不同长度的待测量波导，然后利用光源、光纤和光信号探测设备测量每一条波导的总插入损耗，根据测量得到的数值做出总插入损耗与待测量波导长度的依赖图线，该图线的斜率即为待测量光波导单位长度的传输损耗。

这种方法对于大尺寸的光波导是比较准确的，但是，当波导尺寸减小到亚微米甚至纳米量级，往往需要在待测量的波导的两端附加一个宽度逐渐变大的锥形波导(taper)以减小与光纤的耦合损耗，这样一来，锥形波导引入的损耗就会附加在待测量波导的传输损耗中，导致获得的数值不够准确。

发明内容

针对上述已有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种光波导传输损耗的测量方法。

本发明的又一目的在于提供一种用于实现上述测量方法的测量装置。

为实现上述目的，本发明提供的光波导传输损耗的测量方法，其步骤如下：

A)将光波导芯片中的光波导按排列组合中不重复组合C_n²的方式进行组合，其中n为光波导的条数；

B)光源经过3dB的光纤分束器均分为功率相等的两束光后，分别耦合到光波导芯片中按C_n²的方式组合的其中一组光波导中，该组输出光分别耦合到光纤合束器的两个输入端，合束后输出到光信号探测器以测量所形成的第一条马赫-曾德尔干涉光谱；

C)光源经过3dB的光纤分束器均分为功率相等的两束光后，分别耦合到光波导芯片中按C_n²的方式组合的另外一组光波导中，该组输出光分别耦合到光纤合束器的两个输入端，合束后输出到光信号探测器以测量所形成的第二条马赫-曾德尔干涉光谱；

D)依序接入光波导芯片中按C_n²的方式组合的各组光波导，重复步骤A或B的测量，得到多条马赫-曾德尔干涉光谱；

E)根据测量得到的多条马赫-曾德尔干涉光谱，利用光波导传输损耗对干涉光谱的影响关系，推定出光波导的净传输损耗。

本发明提供的实现上述测量方法的测量装置，包括光源、光波导芯片和光信号探测器；

其中光波导芯片含有至少三条光波导；

光波导芯片的其中一侧的光路上设有一3dB的光纤分束器，光源经过光纤分束器均分为功率相等的两束光后，分别耦合到光波导芯片的两条光波导中；

光波导芯片的另一侧的光路上设有一光纤合束器，从光波导芯片中的两条光波导输出的光分别耦合到光纤合束器的两个输入端，合束后输出到光信号探测器以测量所形成的马赫-曾德尔干涉光谱。

所述的光波导传输损耗的测量装置，其中，光纤分束器的两个输出端和光纤合束器的两个输入端制成圆锥形以减小与光波导芯片的耦合损耗并提高测量精度。

所述的光波导传输损耗的测量装置，其中，光波导芯片的输入和输出端进行抛光以减小与光纤分束器和光纤合束器的耦合损耗提高测量精度。

所述的光波导传输损耗的测量装置，其中，光纤分束器和光波导芯片之间、光纤合束器和光波导芯片之间采用光纤阵列。

所述的光波导传输损耗的测量装置，其中，光纤分束器、光纤合束器与光纤阵列采用法兰盘光纤转接头相接。

采用本发明的光波导传输损耗的测量方法，能把除光波导传输损耗外的附加损耗，比如光纤与光波导芯片的耦合损耗、光波导中非待测量部分的传输损耗排除，推定出极为准确的光波导净传输损耗。此外，与普通的截断法相比，本发明的测量方法并没有增加任何的工艺难度，只需在测量光路中增加采用价格十分低廉的光纤分束器和光纤合束器。

附图说明

图1为公知技术的测量光波导传输损耗的截断法示意图；