用于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的新型單纖三向復(fù)用器制造技術(shù)

一種用于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的新型單纖三向復(fù)用器，包括輸入光信號(hào)1490nm/1550nm的輸入波導(dǎo)，發(fā)射1490nm的第一輸出波導(dǎo)、發(fā)射1550nm的第二輸出波導(dǎo)和上傳1310nm的上傳波導(dǎo)，新型單纖三向復(fù)用器還包括四個(gè)級(jí)聯(lián)的指數(shù)型MMI耦合器I、II、III、IV，輸入波導(dǎo)與指數(shù)型MMI耦合器I的輸入側(cè)連接，指數(shù)型MMI耦合器I的輸出側(cè)分別與上傳波導(dǎo)、指數(shù)型MMI耦合器II的輸入側(cè)連接，指數(shù)型MMI耦合器II的輸出側(cè)與指數(shù)型MMI耦合器III的輸入側(cè)連接，指數(shù)型MMI耦合器III的輸出側(cè)分別與第一輸出波導(dǎo)、指數(shù)型MMI耦合器IV的輸入側(cè)連接，指數(shù)型MMI耦合器IV的輸出側(cè)與第二輸出波導(dǎo)連接。本發(fā)明專利技術(shù)降低加工成本、傳輸損耗較低、結(jié)構(gòu)緊湊。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于光纖接入網(wǎng)領(lǐng)域，是用于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)的單纖三向復(fù)用器 (Triplexer)，是一種基于平面光波導(dǎo)技術(shù)(PLC，Planar Lightwave Circuit)的單纖三向見(jiàn)用器。
技術(shù)介紹
隨著光纖接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)展，以及IPTV、視頻點(diǎn)播和網(wǎng)絡(luò)游戲等業(yè)務(wù)量的增加， 用戶對(duì)接入帶寬的需求進(jìn)一步增加，對(duì)光纖接入網(wǎng)絡(luò)的要求越來(lái)越高，光纖到戶(FTTH)已經(jīng)成為光纖接入網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)方案，而無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)是FTTH的主流技術(shù)，它可以實(shí)現(xiàn)視頻、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)三網(wǎng)合一。在用于FTTH的PON技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)光線路終端(OLT)和終端用戶之間通信的核心器件是單纖三向復(fù)用器，研制出滿足通信帶寬要求、低成本、低損耗、結(jié)構(gòu)緊湊、能批量生產(chǎn)的單纖三向復(fù)用器是應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)際需求，具有非常重要的意義。而這些實(shí)際要求也是制約FTTH技術(shù)推廣的關(guān)鍵因素之一。單纖三向復(fù)用器的主要功能，是將OLT輸出的語(yǔ)音信號(hào)1490nm和視頻信號(hào) 1550nm,以及用戶上傳的波長(zhǎng)1310nm信號(hào)復(fù)用進(jìn)一根光纖，用戶可以通過(guò)接收機(jī)分別接收語(yǔ)音信號(hào)1490nm和視頻信號(hào)1550nm，通過(guò)發(fā)送機(jī)發(fā)送1310nm。目前實(shí)際應(yīng)用的是基于分立器件技術(shù)的單纖三向復(fù)用器，有不易于封裝、耦合損耗大、成本高、尺寸巨大等缺點(diǎn)；而基于平面光波導(dǎo)技術(shù)(PLC)的單纖三向復(fù)用器，卻可以很好地克服上述缺點(diǎn)，現(xiàn)有的研究多集中于基于多模干涉(MMI)耦合器和基于陣列波導(dǎo)光柵(AWG)兩大類。其中MMI耦合器又具偏振損耗低、加工容差大等優(yōu)點(diǎn)。與本專利技術(shù)最接近的現(xiàn)有技術(shù)是采用兩個(gè)級(jí)聯(lián)的MMI耦合器組成的單纖三向復(fù)用器，參見(jiàn)附圖1，并采用基于弱導(dǎo)條件下額外自成像現(xiàn)象來(lái)減小器件的長(zhǎng)度(Jong-Kyun Hong, Sang-Sun Lee, PLC-based novel triplexer with a simple structure for optical transceiver module application,IEEE Photonics Technology Letters, vol. 26, No. 1，pp21_23，2008)，然而在這種結(jié)構(gòu)中，MMI耦合器的輸出臂、輸入直通臂和輸入耦合臂均為帶彎曲段的波導(dǎo)，而彎曲波導(dǎo)的長(zhǎng)度大，加工成本高，傳輸損耗高，另外這種基于MMI耦合器的單纖三向復(fù)用器采用的是傳統(tǒng)的(矩形的)MMI耦合器，沒(méi)有打破 MMI耦合器長(zhǎng)度與寬帶的平方成正比這一關(guān)系，無(wú)法讓器件的尺寸做到足夠緊湊。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服已有現(xiàn)有于匪I耦合器的單纖三向復(fù)用器的加工成本高、傳輸損耗較高、結(jié)構(gòu)不緊湊的不足，本專利技術(shù)提供一種降低加工成本、傳輸損耗較低、結(jié)構(gòu)緊湊的用于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的新型單纖三向復(fù)用器。本專利技術(shù)解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種用于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的新型單纖三向復(fù)用器，包括輸入光信號(hào)1490nm/1550nm的輸入波導(dǎo)，發(fā)射1490nm的第一輸出波導(dǎo)、發(fā)射1550nm的第二輸出波導(dǎo)和上傳1310nm的上傳波導(dǎo)，所述新型單纖三向復(fù)用器還包括四個(gè)級(jí)聯(lián)的指數(shù)型MMI耦合器I、II、III、IV，所述輸入波導(dǎo)與所述指數(shù)型MMI耦合器I的輸入側(cè)連接，所述指數(shù)型MMI耦合器I的輸出側(cè)分別與所述上傳波導(dǎo)、指數(shù)型MMI耦合器II的輸入側(cè)連接，所述指數(shù)型MMI耦合器II的輸出側(cè)與指數(shù)型匪I耦合器III的輸入側(cè)連接，所述指數(shù)型MMI耦合器III的輸出側(cè)分別與第一輸出波導(dǎo)、指數(shù)型匪I耦合器IV的輸入側(cè)連接，所述指數(shù)型MMI耦合器IV的輸出側(cè)與第二輸出波導(dǎo)連接。作為優(yōu)選的一種方案，所述輸入波導(dǎo)、第一輸出波導(dǎo)、第二輸出波導(dǎo)和上傳波導(dǎo)均采用掩埋型有機(jī)聚合物波導(dǎo)。再進(jìn)一步，所述各個(gè)波導(dǎo)的參數(shù)為芯層折射率r^ = 1. 51，包層折射率n。= 1. 46， 波導(dǎo)厚度為4μπι;所述輸入波導(dǎo)、第一輸出波導(dǎo)和第二輸出波導(dǎo)寬度為4μπι，所述指數(shù)型匪I耦合器I的輸入側(cè)寬度為15 μ m、輸出側(cè)寬度為18 μ m，所述指數(shù)型匪I耦合器II的輸入側(cè)寬度為12 μ m、輸出側(cè)寬度為9 μ m,所述指數(shù)型匪I耦合器III的輸入側(cè)寬度為21 μ m、 輸出側(cè)寬度為M μ m,所述指數(shù)型匪I耦合器IV的輸入側(cè)寬度15 μ m、輸出側(cè)寬度為12 μ m， 整個(gè)單纖三向復(fù)用器的芯層厚度為4 μ m、總寬度為30 μ m、長(zhǎng)度為5756 μ m。本專利技術(shù)的有益效果主要表現(xiàn)在1、采用指數(shù)型匪I耦合器級(jí)聯(lián)而成，指數(shù)型匪I耦合器能在保證成像質(zhì)量的同時(shí)，打破器件長(zhǎng)度與寬度的平方成正比這一關(guān)系，較大地縮短了單纖三向復(fù)用器的尺寸。2、采用新的設(shè)計(jì)理念，本單纖三向復(fù)用器基于MMI耦合器的一般干涉成像特性，相比以往采用疊加成像特性，具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，插入損耗低、隔離度高等優(yōu)點(diǎn)。3、采用的有機(jī)聚合物波導(dǎo)容易加工成型、無(wú)需復(fù)雜工藝。附圖說(shuō)明圖1是已有技術(shù)的單纖三向復(fù)用器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本專利技術(shù)一種用于光纖到戶的新型平面光波導(dǎo)型單纖三向復(fù)用器結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是單纖三向復(fù)用器監(jiān)控模塊方案示意圖。圖4是單纖三向復(fù)用器在輸入波長(zhǎng)為1200nm到1600nm時(shí)，各個(gè)輸出端的歸一化輸出功率的示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步描述。參照?qǐng)D1 圖4，一種用于光纖到戶的平面光波導(dǎo)型單纖三向復(fù)用器，包括輸入光信號(hào)1490nm/1550nm的輸入波導(dǎo)1，發(fā)射1490nm的第一輸出波導(dǎo)2、發(fā)射1550nm的第二輸出波導(dǎo)3、上傳1310nm的上傳波導(dǎo)4及四個(gè)級(jí)聯(lián)的指數(shù)型匪I耦合器I、II、III、IV。所述輸入波導(dǎo)1與所述指數(shù)型MMI耦合器I的輸入側(cè)連接，所述指數(shù)型MMI耦合器I的輸出側(cè)分別與所述上傳波導(dǎo)4、指數(shù)型MMI耦合器II的輸入側(cè)連接，所述指數(shù)型MMI耦合器II的輸出側(cè)與指數(shù)型匪I耦合器III的輸入側(cè)連接，所述指數(shù)型MMI耦合器III的輸出側(cè)分別與第一輸出波導(dǎo)2、指數(shù)型MMI耦合器IV的輸入側(cè)連接，所述指數(shù)型MMI耦合器IV的輸出側(cè)與第二輸出波導(dǎo)3連接。如圖3所示，輸入波導(dǎo)1 一邊通過(guò)光分束器Al由PIN探測(cè)器A2連接到自動(dòng)檢測(cè)模塊，另一邊與指數(shù)型MMI耦合器I相連；第一輸出波導(dǎo)2 一邊通過(guò)光分束器Cl由PIN探測(cè)器C2連接到自動(dòng)檢測(cè)模塊，另一邊與指數(shù)型MMI耦合器III相連；光纖通過(guò)光分束器Bl 連接到PIN探測(cè)器B2再連接到自動(dòng)檢測(cè)模塊，另一邊與指數(shù)型MMI耦合器IV相連；上傳 1310nm的上傳波導(dǎo)4通過(guò)光分束器Dl連接PIN探測(cè)器D2再連接到自動(dòng)檢測(cè)模塊，另一邊連接到指數(shù)型匪I耦合器I上。從輸入波導(dǎo)1由左到右分別是指數(shù)型匪I耦合器I、II、 III、IV。1310nm是用戶上傳的信號(hào)，1550nm是視頻信號(hào)，1490nm是語(yǔ)音信號(hào)。1310nm通過(guò)上傳波導(dǎo)4上傳經(jīng)過(guò)指數(shù)型MMI耦合器I耦合進(jìn)入輸入波導(dǎo)1，1490nm通過(guò)輸入波導(dǎo)1經(jīng)過(guò)指數(shù)型MMI耦合器I、II、III由第一輸出波導(dǎo)2輸出，1550通過(guò)輸入波導(dǎo)1經(jīng)過(guò)指數(shù)型匪I耦合器I、II、III、IV由第二輸出波導(dǎo)3輸出。單纖三向復(fù)用器還加了能分別獲取各光信號(hào)在輸入端的光功率和輸出端的光功率，且就此實(shí)時(shí)監(jiān)控光信號(hào)是否正常的監(jiān)控模塊。監(jiān)控模塊通過(guò)光分束器Al，Bi，Cl，Dl分別獲取光波導(dǎo)1，3，2，4的樣品光，再通過(guò)PIN探測(cè)器A2，B2，C2，D2本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種用于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的新型單纖三向復(fù)用器，包括輸入光信號(hào)１４９０ｎｍ／１５５０ｎｍ的輸入波導(dǎo)，發(fā)射１４９０ｎｍ的第一輸出波導(dǎo)、發(fā)射１５５０ｎｍ的第二輸出波導(dǎo)和上傳１３１０ｎｍ的上傳波導(dǎo)，其特征在于：所述新型單纖三向復(fù)用器還包括四個(gè)級(jí)聯(lián)的指數(shù)型ＭＭＩ耦合器Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ，所述輸入波導(dǎo)與所述指數(shù)型ＭＭＩ耦合器Ｉ的輸入側(cè)連接，所述指數(shù)型ＭＭＩ耦合器Ｉ的輸出側(cè)分別與所述上傳波導(dǎo)、指數(shù)型ＭＭＩ耦合器ＩＩ的輸入側(cè)連接，所述指數(shù)型ＭＭＩ耦合器ＩＩ的輸出側(cè)與指數(shù)型ＭＭＩ耦合器ＩＩＩ的輸入側(cè)連接，所述指數(shù)型ＭＭＩ耦合器ＩＩＩ的輸出側(cè)分別與第一輸出波導(dǎo)、指數(shù)型ＭＭＩ耦合器ＩＶ的輸入側(cè)連接，所述指數(shù)型ＭＭＩ耦合器ＩＶ的輸出側(cè)與第二輸出波導(dǎo)連接。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：樂(lè)孜純，黃孫港，王俊杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：86