[发明专利]平面光波线路(PLC)器件、包括该器件的波长可调光源以及采用该光源的波分复用无源光网络(WDM-PON)

权利要求书

1.一种平面光波线路(PLC)器件，包括：

硅基板；

热阻挡层，形成在所述硅基板上并且使所述硅基板与上层热阻断；

薄膜金属加热器，形成在所述热阻挡层上；以及

光波导，在所述薄膜金属加热器上并具有覆层和由聚合物形成的芯层。

2.如权利要求1所述的平面光波线路器件，其中所述芯层的所述聚合物 的热膨胀系数(CTE)或热光系数是(-0.7～-3.4)×10^-4/K，所述芯层的厚度和 宽度分别为3-8μm，所述覆层围绕所述芯层并具有10-25μm的厚度。

3.如权利要求1所述的平面光波线路器件，其中布拉格光栅形成在位于 形成有所述薄膜金属加热器的部分的上方的所述芯层中。

4.如权利要求1所述的平面光波线路器件，其中所述薄膜金属加热器由 从铬(Cr)、镍(Ni)、镍铬合金(Ni-Cr)、钨(W)以及钨硅化物(WSi_x) 组成的组中选出的一种材料形成。

5.如权利要求1所述的平面光波线路器件，其中所述热阻挡层由掺有锗 (Ge)、硼(B)、磷(P)的至少之一的二氧化硅、多孔硅、旋涂玻璃或聚 合物材料形成；当所述热阻挡层由二氧化硅或旋涂玻璃材料形成时，所述热 阻挡层的厚度是10-30μm；当所述热阻挡层由多孔硅或聚合物材料形成时， 所述热阻挡层的厚度是5-20μm。

6.如权利要求1所述的平面光波线路器件，其中沟槽形成在所述硅基板 的在所述薄膜金属加热器下面的部分中，所述沟槽的宽度超过所述薄膜金属 加热器的宽度的两倍并且所述沟槽的深度为5-20μm。

7.一种具有平面光波线路外腔激光器(PLC-ECL)结构的波长可调光 源，该波长可调光源包括：

第一壳体，在该第一壳体中安装有半导体光增益介质；

第二壳体，在该第二壳体中安装有如权利要求1所述的平面光波线路器 件；以及

第三壳体，在该第三壳体中安装有光纤，

其中所述第一壳体、所述第二壳体和所述第三壳体通过光耦合透镜进行 光轴对准并以激光焊接方法接合。

8.如权利要求7所述的波长可调光源，其中所述半导体光增益介质是反 射半导体光放大器(RSOA)或反射激光二极管(R-LD)，具有不超过0.1％ 的前出口表面反射率并且具有不小于30％的后出口表面反射率。

9.如权利要求7所述的波长可调光源，其中所述半导体光增益介质装设 到具有在2.5°-4.5°之间的倾斜表面的底座，使得所述半导体光增益介质的光 轴和所述光耦合透镜的光轴形成2.5°-4.5°之间的角度，所述底座由陶瓷或铜 钨(CuW)形成。

10.如权利要求7所述的波长可调光源，其中所述第一壳体包括热电冷 却器(TEC)或热敏电阻，所述半导体光增益介质具有TO封装结构，立方 形的热电冷却器支撑物插入在所述热电冷却器与所述TO封装之间，所述热 电冷却器支撑物由热膨胀系数(CTE)不同于所述热电冷却器的热膨胀系数 且差异在10％以内的铜钨(CuW)形成。

11.如权利要求7所述的波长可调光源，其中所述平面光波线路器件包 括：硅基板；热阻挡层，形成在所述硅基板上；薄膜金属加热器，形成在所 述热阻挡层上；以及光波导，在所述薄膜金属加热器上且具有覆层和由聚合 物形成的芯层，所述芯层的所述聚合物的热膨胀系数(CTE)或热光系数是 (-0.7～-3.4)×10^-4/K，布拉格光栅形成在位于形成有所述薄膜金属加热器的部 分的上方的所述芯层中，并且所述布拉格光栅的反射波长可通过驱动所述薄 膜金属加热器以利用热光效应来调整。

12.如权利要求7所述的波长可调光源，其中所述平面光波线路器件安 装在具有热敏电阻的引线框上并用热固化树脂或环氧树脂模制，所述平面光 波线路器件的两端处的截面表面被研磨成5°-10°之间的角度，使得所述光波 导的输入和输出表面被暴露。