[发明专利]基于MEMS闪耀光栅的波分复用器/解复用器

说明书

技术领域

本发明涉及一种波分复用器/解复用器的原理和制作，具体涉及基于MEMS闪耀光栅的波分复用器/解复用器的基本组成、衍射原理、闪耀角设计与光纤耦合问题及和工艺实现。

背景技术

波分复用技术在20世纪80年代初就已经提出，是指使用多束激光在同一条光纤上同时传输多个不同波长光波的技术，其关键器件是波分复用器(wavelength divisionmultiplexer，WDM)，但当时由于波分复用器(WDM)还不成熟，波分复用技术还未真正用到光纤通信上。到90年代初，掺铒光纤放大器(erbium-doped fiber amplifier，EDFA)的出现和对带宽需求的剧增，最终将WDM推到了光通信发展的中心。EDFA只在光域中把光信号放大，而不管数据的传输速率和格式，同时，光复用/解复用器和激光二极管技术的进展，也降低了通过波长对光信号打包和拆包的成本。EDFA和WDM技术结合使用，可以不需要光-电-光的转换，用一根光纤就可以将不同波长的光传输几百千米。

目前其代表性的WDM有以下几种：介质膜干涉型、刻划衍射光栅型、阵列波导光栅型以及马赫-曾德尔干涉仪型。其中的衍射光栅型的特点是分辨率高，方向集中，但机械方法刻划的光栅因为周期误差和刻线的不平整，容易引起杂散光，所以目前国内外正在着力研究其他类型的光栅应用于波分复用器。比如光纤光栅、阵列波导光栅等，由于其技术和工艺方面的原因，至今尚未达到理想的目标。

发明内容

本发明针对目前国内外刻划光栅型波分复用器所具有的不足和缺陷，并在硅微闪耀光栅的制作技术基础上，提出了一种基于MEMS闪耀光栅的波分复用器/解复用器。

本发明的技术方案如下：

基于MEMS闪耀光栅的波分复用器/解复用器，该波分复用器包括MEMS闪耀光栅、自聚焦透镜、入射光纤和出射光纤，所述闪耀光栅设置在自聚焦透镜的焦点处，并且闪耀光栅的栅面与水平线夹角为70°，与自聚焦透镜熔接在一起；入射光纤与自聚焦透镜之间采用标准透镜进行耦合，并熔接在一起，自聚焦透镜对光纤中传输的高斯光束进行准直；出射光纤沿直径方向紧密排列，该直径方向与闪耀光栅的栅线垂直；所述MEMS闪耀光栅起耦合作用，将来自不同通道的不同波长的光载波耦合到一个通道，当作为解复用器使用时，闪耀光栅根据其衍射原理，将不同波长的光载波进行分离。

所述出射光纤的光纤头采用锥形，与自聚焦透镜熔接在一起，增强光纤与自聚焦透镜之间的耦合效率。

所述MEMS闪耀光栅的制作采用的是硅光栅的制作工艺，利用偏晶向(111)硅片制作一定闪耀角的硅光栅，由于闪耀光栅的衍射光强分布为：