專利名稱：加熱光學(xué)設(shè)備的制作方法
背景本發(fā)明一般涉及傳輸光信號(hào)的光學(xué)網(wǎng)絡(luò)。
光學(xué)網(wǎng)絡(luò)可應(yīng)用波分復(fù)用法，使多條波長各不相同的信道在同一條光纜上被復(fù)用。在任一條復(fù)用信道期望的終點(diǎn)，光學(xué)添/卸復(fù)用器使指定波長的光從多條復(fù)用光信道中取出。同樣地，添加/卸去(add/drop)復(fù)用器可對(duì)網(wǎng)絡(luò)添加指定波長的光信道。
構(gòu)成光學(xué)添加/卸去復(fù)用器的一種技術(shù)是應(yīng)用馬赫-曾德(Mach-Zehnder)結(jié)構(gòu)。Mach-Zehnder干涉儀包括兩條隔開的臂，其中至少一條臂可用加熱器調(diào)諧。通過用電加熱器加熱一條臂而改變Mach-Zehnder干涉儀兩條臂之一的折射率，可調(diào)諧該干涉儀。
然而，現(xiàn)有的加熱器在調(diào)諧Mach-Zehnder干涉儀時(shí)，功耗較大，而且偏振相關(guān)損失較高。
偏振相關(guān)損失由各種網(wǎng)絡(luò)光學(xué)元件引起，隨著與這些元件相互作用的光的偏振態(tài)而定。網(wǎng)絡(luò)元件可按其偏振態(tài)有選擇地衰減光，以隨機(jī)方式改變傳播信號(hào)的強(qiáng)度。
幾例有偏振相關(guān)損失的熱光設(shè)備包括光學(xué)開關(guān)、分裂器與可變光學(xué)衰減器?？勺児鈱W(xué)衰減器改變施加的衰減，以補(bǔ)償例如發(fā)射機(jī)或放大器的老化，或?qū)W(wǎng)絡(luò)的工作條件作出響應(yīng)。分裂器是把光分成不同信道的設(shè)備。光學(xué)開關(guān)傳送光信號(hào)而不作電光或光電轉(zhuǎn)換。熱光設(shè)備一般要求應(yīng)用外部功率。
因此，要求有較佳的加熱熱光設(shè)備的方法。
附圖簡介

圖1示意表示本發(fā)明一實(shí)施例；圖2示意表示本發(fā)明另一實(shí)施例；圖3是一般沿圖1或圖2的直線3-3截取的放大的截面圖；和圖4是通過本發(fā)明另一實(shí)施例截取的放大的截面圖。
詳細(xì)描述參照?qǐng)D1，熱光設(shè)備10取Mach-Zehnder干涉儀的形式，其它熱光設(shè)備包括可變光學(xué)衰減器、分裂器和光學(xué)開關(guān)。雖然下面的實(shí)例是-Mach-Zehnder熱光設(shè)備，但本發(fā)明并不限于任一特定種類的熱光設(shè)備。
在一實(shí)施例中，該干涉儀被構(gòu)成平面的光路，在基片26中用集成電路處理技術(shù)形成。在一實(shí)施例中，諸元件形成為制作在基片26上的集成波導(dǎo)。
可在基片26上形成一對(duì)布拉格光柵12a與12b。在一實(shí)施例中，光柵形成在平面波導(dǎo)基片26上。熱光設(shè)備10還包括一對(duì)3分貝(dB)(50～50％耦合)的耦合器14a與14b，輸入耦合器14a耦接一接收一個(gè)或多個(gè)輸入光波長的輸入口16，還耦接口18；第二耦合器14b耦接口20和快速口22，輸出通過波長。各耦合器14都包括桿側(cè)與橫桿側(cè)，如圖1所示。
根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例，各光柵12構(gòu)成Maeh-Zehnder或Mach-Zehnder干涉儀兩條臂中的一條臂。與光柵12作布拉格匹配的輸入光沿Mach-Zehnder臂反向傳播，在第一耦合器14a中相互干涉。兩反射光的光路一旦平衡，在有關(guān)波長跨度內(nèi)的所有光都被相位匹配，所有的光能被轉(zhuǎn)入第一耦合器14a的交叉通路，返回桿通路的能量極小。
第一耦合器14a的交叉通路變?yōu)樾度ゲㄩL口18，在此布拉格光柵12的布拉格波長的信號(hào)從其它信道中被濾出，而不是布拉格波長的波長信號(hào)則通過布拉格光柵12發(fā)射，并入第二耦合器14b。
所有發(fā)射的有關(guān)波長跨度的光都用平衡型Mach-Zehnder干涉儀作相位匹配，所有能量都轉(zhuǎn)入第二耦合器14b的交叉通路，對(duì)桿通路極少漏泄，因而耦合器14b的交叉通路成為通過波長口22，可通過它發(fā)射在布拉格光柵反射帶外的信號(hào)。
第二耦合器14b的桿通路可用作添加口，可對(duì)其射入帶布拉格波長的信號(hào)。這些添加的信號(hào)由布拉格光柵12反射，通過第二耦合器14b的交叉通路輸送，并在通過波長口22加于通過信號(hào)，相互不干涉。
光學(xué)添/卸復(fù)用器可使用Mach-Zehnder干涉儀，在一實(shí)施例中，該干涉儀通過使用與各光柵12關(guān)聯(lián)的加熱器24加熱兩塊光柵12而予以調(diào)諧。這樣加熱可初始調(diào)諧Mach-Zehnder干涉儀，加熱的結(jié)果使熱光設(shè)備10受控地操作。因此，在本發(fā)明一實(shí)施例中，加熱器24封閉了各光柵12的上表面。
在可變光學(xué)衰減器10a方面，在本發(fā)明如圖2所示的一實(shí)施例中，一條臂23有一加熱器24。參照?qǐng)D3，把光柵12a限定在基片26的區(qū)域38內(nèi)。在圖1實(shí)施例中，穿過光柵12b的截面與圖3的一樣。基片26包括硅基片30、基片30上有SiO2層26和而磷酸硼硅玻璃層34在頂部，溝36穿過層32與34下達(dá)基片30形成。在溝36內(nèi)的該區(qū)域中，在磷酸硼玻璃層34內(nèi)形成對(duì)應(yīng)于光柵12a并輸送信號(hào)的芯12a。
在溝36內(nèi)，在層34與32部分上面形成金屬電阻加熱器24，光柵可從其頂部和側(cè)面被加熱。光柵12a還可有效地從下部加熱，因?yàn)榧訜崞?4還與光柵12a下面的基片30接觸并加熱。
通過光柵12a在溝36內(nèi)加熱，可減少功耗，在有些實(shí)施例中，除去了不必要的包覆材料，使來自加熱器的熱量主要流向芯12a。而且，也可把1/4波長光程差Mach-Zehnder干涉儀用于同一目的。
現(xiàn)參照?qǐng)D4，根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，該結(jié)構(gòu)可以代表本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)開關(guān)26a的芯38，此時(shí)不用光柵12。
在有些實(shí)施例中，可減少熱光設(shè)備的偏振相關(guān)損失與功耗。一個(gè)可能的理由是，普通設(shè)備的光柵12或芯38只從上面被加熱，造成加熱器與磷酸硼硅玻璃等包覆材料的熱膨脹系數(shù)失配，由此在加熱器/包層界面產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。由于該感應(yīng)的機(jī)械應(yīng)力只出現(xiàn)在一面，即頂面，故應(yīng)力光學(xué)效應(yīng)造成的芯的折射率主要沿應(yīng)力方向，造成的感應(yīng)雙折射最終成為偏振相關(guān)損失。
應(yīng)用包繞加熱器結(jié)構(gòu)可減少這種感應(yīng)的偏振相關(guān)損失。由于加熱器24在三面包圍光柵12a或12b或芯38，所以加熱器和硅基片較大的熱膨脹系數(shù)感應(yīng)的應(yīng)力具有立體對(duì)稱性，因?yàn)檩^高熱膨脹材料在四面包圍了芯。因?yàn)椴淮嬖讵?dú)特的應(yīng)力軸，故減小了雙折射，所以有些實(shí)施例減小了功耗和相位相依損失。
雖然以有限的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然從其明白各種修改與變化，因此所附權(quán)項(xiàng)試圖包括所有屬于本發(fā)明精神與范圍內(nèi)的這類修改與變化。
權(quán)利要求
1.一種方法，其特征在于包括在基片上面形成一種芯埋入于包層的光學(xué)設(shè)備；去除一部分包繞芯的包層而形成溝，從而限定形成在所述溝內(nèi)的包芯；和在所述包芯上形成覆蓋所述包芯側(cè)面與頂面的加熱器。
2.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于包括形成一平面光路，包括基片、絕熱層和在所述絕熱層上面形成的玻璃層；形成穿過所述絕熱層與所述玻璃層而下達(dá)所述基片的溝；并讓包芯限定在所述溝內(nèi)，所述包芯包括埋入于所述絕熱層上面玻璃層內(nèi)的芯。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括形成具有頂面和一對(duì)相對(duì)側(cè)面的包芯，把所述加熱器限定在所述頂面與側(cè)面上。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于包括形成向下接觸基片的所述加熱器。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括形成Mach-Zehnder(馬赫-曾德)干涉儀。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括形成調(diào)諧型Mach-Zehnder干涉儀。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括形成一分裂器。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括形成光學(xué)開關(guān)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括形成可變光學(xué)衰減器。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括通過從至少三面加熱芯，減少偏振相關(guān)損失。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括形成涂布在至少三面帶加熱器的布拉格光柵。
12.一種加熱型光學(xué)設(shè)備，其特征在于包括芯和在所述芯上面的U形加熱器。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括加熱型布拉格光柵。
14.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備是光學(xué)開關(guān)。
15.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備是可變光學(xué)衰減器。
16.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備是分裂器。
17.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于包括基片、所述基片上面的包層和穿過所述芯兩面的所述包層的溝。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，所述芯上面的所述包層包括頂面或兩個(gè)相對(duì)側(cè)面，所述加熱器位于所述頂面與所述側(cè)面上面。
19.如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于，所述加熱器接觸所述基片。
20.一種光學(xué)設(shè)備，其特征在于包括一芯，所述芯具有頂面與側(cè)面、加熱所述芯頂面的第1加熱器部分和加熱所述芯側(cè)面的第二加熱器部分。
21.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備是Mach-Zehnder干涉儀。
22.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備是分裂器。
23.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備是光學(xué)開關(guān)。
24.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于，所述是可變光學(xué)衰減器。
25.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于，包括基片、所述基片上面的包層和穿過所述芯兩面所述包層的溝。
26.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其特征在于，所述芯上面的所述包層包括頂面與兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面，所述加熱器在所述頂面與所述側(cè)面上面。
27.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于，所述加熱器接觸所述基片。
全文摘要
熱光設(shè)備可用加熱器調(diào)諧諸如光學(xué)開關(guān)、Mach－Zehnder干涉儀或可變光學(xué)衰減器等光學(xué)設(shè)備，且舉幾個(gè)實(shí)例。在一些實(shí)施例中，通過把包含光學(xué)芯與包覆材料的包芯限定在基片上并且在三面用加熱器覆蓋該包芯，可改善加熱造成的偏振相關(guān)損失和功率效率。
文檔編號(hào)G02F1/01GK1742225SQ200480002744
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2004年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月27日
發(fā)明者T·－E·蔡, J·瑪和施, G·充 申請(qǐng)人:英特爾公司