[发明专利]一种具有波长选择性的1×N功分器

说明书

技术领域

本发明涉及1×N功分器，尤其涉及一种具有波长选择性的1×N功分器。

背景技术

除骨干网和城域网，光纤到户接入网逐渐成为光通信的重要发展建设方向。光纤到户(FTTH)可向用户提供极丰富的带宽，是一种理想的接入模式，是未来光纤通信系统解决“最后一公里”的最好方式，并将成为新一代宽带网络的标志。这对光器件提出了新的技术要求并为之开辟了一个崭新的应用领域。

在光纤到户接入网系统中，通常使用无源光网络技术(PON，passive opticalnetwork)。其中，滤波器和1×N功分器都是PON网络中的必需基本元器件。常见的功分器技术包括基于多模干涉(MMI，multimode interference)自成像的1×NMMI耦合器、级联多级Y分支的1×N耦合器。然而这些技术不易实现多通道的均匀功率分配比率或任意功率分配比率，而且，器件尺寸往往较大。在以往的技术中，为了实现通道选择以及广播的功能，通常使用滤波器与功分器的组合。这不仅增加了器件成本、增大了器件尺寸，还降低了器件的可靠性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种具有波长选择性的1×N功分器，以实现滤波器与功分器的组合功能，并获得多通道的均匀功率分配比率或任意功率分配比率，满足网络系统的需求。

为达上述目的，本发明有以下两种技术解决方案。

方案1：

本发明的具有波长选择性的1×N功分器，包括具有两个输入端和两个输出端的输入/输出耦合器，分布在输入/输出耦合器同一侧的N个分束耦合器以及N条分束光波导，N为正整数，每个分束耦合器具有一个输入端和两个输出端，N个分束耦合器依次串联后的两端分别与输入/输出耦合器的第一个输出端和第一个输入端相连，构成一个环形腔，各个分束耦合器的另一个输出端分别连接一条分束光波导，输入/输出耦合器的第二个输入端接输入光波导，第二个输出端接输出光波导，光信号从输入光波导进入输入/输出耦合器，满足环形腔谐振条件的光信号通过N个分束耦合器从N条分束光波导输出，不满足环形腔谐振条件的光信号从输出光波导输出。

方案2：

本发明的具有波长选择性的1×N功分器，包括具有三个输入端和三个输出端的输入/输出耦合器，N个分束耦合器以及N条分束光波导，N为正整数，每个分束耦合器具有一个输入端和两个输出端，其中M个分束耦合器和M条分束光波导分布在输入/输出耦合器的一侧、M′个分束耦合器和M′条分束光波导分布在输入/输出耦合器的另一侧，M+M′＝N；M个分束耦合器依次串联后的两端分别与输入/输出耦合器的第一个输出端和第一个输入端相连，构成第一个环形腔，M′个分束耦合器依次串联后的两端分别与输入/输出耦合器的第二个输出端和第二个输入端相连，构成第二个环形腔，各个分束耦合器的另一个输出端分别连接一条分束光波导，输入/输出耦合器的第三个输入端接输入光波导，第三个输出端接输出光波导，光信号从输入光波导进入输入/输出耦合器，满足环形腔谐振条件的光信号分别通过M个和M′个分束耦合器从M条和M′条分束光波导输出，不满足环形腔谐振条件的光信号从输出光波导输出。

上述两种技术方案中，所说的输入/输出耦合器和分束耦合器可以是基于横向的倏逝波耦合器，或是基于垂直的倏逝波耦合器。

输入/输出耦合器和分束耦合器也可以是基于横向的多模干涉耦合器，或是基于垂直的多模干涉耦合器。

输入/输出耦合器和分束耦合器还可以是基于上-下载滤波器结构或上-下载滤波器的级联结构。

本发明通过调节输入/输出耦合器和分束耦合器的耦合系数，可获得均匀功率分配比率的1×N功分器、或1×N的任意功率分配比率的功分器。

本发明具有的有益效果是：

1.本发明的具有波长选择性的1×N功分器，融合了滤波器与功分器的功能，具有尺寸小、结构简单、易于实现的优点。

2.本发明的具有波长选择性的1×N功分器，通过调节输入/输出耦合器和分束耦合器的耦合系数，很容易获得均匀功率分配比率的1×N功分器(且N可为任意整数)、或者1×N的任意功率分配比率的功分器。

3.本发明的具有波长选择性的1×N功分器适合于任何类型的光波导，不需要额外工艺步骤，具有结构设计简单、制作工艺简单、成本低等优点。

附图说明

图1是本发明方案1原理示意图；

图2是本发明方案2原理示意图；

图3是本发明方案1的一种具体实例；

图4是本发明方案1的另一种具体实例；

图5是图4实例的输出频谱图；

图6是本发明方案1的第三种具体实例；