[发明专利]温度补偿杆及制作复用和解复用的无热阵列波导光栅方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度不敏感阵列波导光栅。特别是涉及一种应用于光通信WDM系统中实现复用或(和)解复用功能，尤其是应用于既有复用模块、也有解复用模块的器件或子系统中的温度补偿杆及制作复用和解复用的无热阵列波导光栅方法。

背景技术

普通AWG(阵列波导光栅)是利用硅基二氧化硅技术制作的，二氧化硅的折射率随温度的变化而改变，波导的尺寸也会随温度的变化而改变，从而导致AWG的各个通道的波长随温度而变化，通常情况下，该类器件的中心波长的温度变化为0.011nm/℃，但通信系统要求AWG的各个输出通道光信号的波长和国际电信联盟(ITU-T)规定的波长严格一致。为了解决AWG器件的温度敏感性，目前市场上普遍采用加热器或Pilter冷却器进行温度控制，采用温控电路使得AWG处于恒温环境下，这样中心波长就不会漂移。但它会对AWG本身的稳定性有不良影响、增加器件及系统的复杂性及运营成本。因此解决AWG的温度敏感性问题，省略温控电路，消除附加费用已经势在必行；并且，在WDM-PON(波分复用-无源光网络)中使用的复用/解复用器是不使用电功率的，这样使用电流、带温控电路的AWG是不能满足要求的，从而只能使用无热AWG。另外，可变光衰减复用器(VMUX)、可重构光分插复用器(ROADM)在城域网中得到了广泛使用，在这两个器件中使用无须辅助电路的无热AWG就很容易地解决了热量及电功率消耗等关键问题，从而给系统开发以更大的设计自由度。所有这些显示出设计无热AWG具有异常重要的意义，为此，人们提出了许多无热AWG的方案，按照其特征分，可以归纳为波导移动型、波导嵌入填充物型、无热波导型、压光效应型。

为了提高芯片研发效率，降低芯片开发成本，如图1所示，一个芯片上包含两个AWG，但由于材料生长差异、波导制作工艺误差等原因，使得这两个AWG的工作温度点不同，因此带温控电路的AWG模块，只能使用这两个AWG中的一个；另外，由于一个AWG模块要么只能实现复用功能，要么只能实现解复用功能，不能同时实现复用和解复用功能，因此，目前在VMUX、OADM(ROADM)和OXC等器件中，需要用到两个相同的AWG模块，一个实现复用功能，另一个实现解复用功能，从而导致器件成本高、尺寸大的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种采用一个温度不敏感AWG模块能同时实现复用和解复用功能，大大降低了成本，缩小了尺寸；极大地提高了成品率；最大限度地简化了工艺步骤，使得器件制作简单易行的温度补偿杆及制作复用和解复用的无热阵列波导光栅方法。

本发明所采用的技术方案是：一种温度补偿杆及制作复用和解复用的无热阵列波导光栅方法。其中，温度补偿杆，包括有杆本体和分别形成在杆本体两端的“工”字形结构，其中，杆本体一侧的“工”字形结构的上端结构与杆本体之间形成有间隙，而下端结构与杆本体为一体形成；杆本体另一侧的“工”字形结构的上端结构与杆本体为一体形成，而下端结构与杆本体之间形成有间隙。

所述的温度补偿杆为具有一定线性热膨胀系数的金属材料制作。

所述的温度补偿杆是通过模具浇铸而成的一个整体结构。

所述的杆本体和分别形成在杆本体两端的“工”字形结构的中间部分的下表面低于“工”字形结构的上、下端结构的下表面设定的尺寸。

采用温度补偿杆制作复用和解复用的无热阵列波导光栅方法，是在一个芯片上有两个AWG，在每个AWG的平板波导上分别沿切割线C将芯片切割成第一部分a、第二部分a1和第三部分b，利用两个温度补偿杆的热胀冷缩分别带动第一部分和第三部分、第二部分和第三部分产生相对移动，从而补偿由温度引起的波长漂移。

所述的采用温度补偿杆制作复用和解复用的无热阵列波导光栅方法，包括有如下步骤：

1)将芯片上两个AWG的输入波导、输出波导分别同输入光纤阵列、输出光纤阵列稳定可靠地对准耦合起来；

2)沿切割线将芯片切割成第一部分、第二部分和第三部分；

3)将第三部分固定，第一部分、第二部分分别装在六维精密微调架上，两个微调架分别对应位于第三部分的两侧，然后进行耦合对准，还原成切割前的形状，然后在第一部分、第二部分和第三部分间隙间点上匹配液，接上测试系统在线测试各项性能指标；

4)沿芯片的第一部分与第三部分的连接线上设置温度补偿杆，使温度补偿杆的宽度横跨切割线的两侧；同样方法，沿芯片的第二部分与第三部分的连接线上设置另一个温度补偿杆，使温度补偿杆的宽度横跨切割线的两侧；然后又在测试系统上在线测试各项性能指标；