本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于對(duì)全通信波段進(jìn)行分光優(yōu)化的光分路結(jié)構(gòu)及制備方法。

背景技術(shù)：

目前，光分路器應(yīng)用廣泛，隨著全球范圍光纖入戶的逐漸推廣，所需入戶光纖終端數(shù)急劇增長(zhǎng)，因此，光分路器的需求量將大量增長(zhǎng)。例如，為實(shí)現(xiàn)1分64路分光，若采用1分2型光分路器則需1分2再分4，直至64路，共需1+2+4+8+16+32，共63塊1分2型光分路器，這樣要把多個(gè)光分路器進(jìn)行封裝連接，其封裝連接的工藝復(fù)雜，成本較高，且穩(wěn)定性差；若采用1分64芯片則僅需一塊即可實(shí)現(xiàn)該功能，并具有更小的損耗，工作狀態(tài)更穩(wěn)定?？梢姸嗦饭夥致菲鞯倪\(yùn)用可很大地節(jié)約成本、提高性能。

最早的熔融拉錐型光分路器易損壞，且很難實(shí)現(xiàn)多路分光，目前已很少被采用。MMI型光分路器卻因波長(zhǎng)敏感制約了其應(yīng)用場(chǎng)合，未能大范圍應(yīng)用。平面波導(dǎo)型光分路器目前采用最廣泛，但因傳統(tǒng)設(shè)計(jì)所需，平面波導(dǎo)型光分路器錐形段的分光距離過大，分光角度受限，造成了32路及以上多路分路器設(shè)計(jì)制作困難、尺寸過大的問題。

中國(guó)專利公開號(hào)CN1467926，公開日是2004年1月14日，名稱為“光功率分路器”的方案中公開了一種光功率分路器，具有一個(gè)輸入光波導(dǎo)和用于將輸入光波導(dǎo)分路成N個(gè)信號(hào)光的N個(gè)輸出光波導(dǎo)，包括：至少兩個(gè)具有平面光波電路元件結(jié)構(gòu)并在單一芯片中以預(yù)設(shè)的距離被分開放置的光分路器；以及用 于對(duì)準(zhǔn)多個(gè)光分路器的輸入和輸出光波導(dǎo)的對(duì)準(zhǔn)波導(dǎo)。不足之處在于，這種光功率分路器，分光角度較小，只能將一束信號(hào)光平均分成兩路信號(hào)光，由于受到分光角度較小的限制，造成了32路以及32路以上的多路光分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作困難、尺寸過大的問題。并且不能對(duì)所輸入的信號(hào)光的分光角度進(jìn)行分光優(yōu)化調(diào)節(jié)，從而不能讓同時(shí)輸入的多路信號(hào)光沿著Y形波導(dǎo)光路兩個(gè)出光段的優(yōu)化路徑輸出。

名稱解釋：

CVD(Chemical Vapor Deposition，化學(xué)氣相沉積)，指把含有構(gòu)成薄膜元素的氣態(tài)反應(yīng)劑或液態(tài)反應(yīng)劑的蒸氣及反應(yīng)所需其它氣體引入反應(yīng)室，在襯底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成薄膜的過程。在超大規(guī)模集成電路中很多薄膜都是采用CVD方法制備。經(jīng)過CVD處理后，表面處理膜密著性約提高30％，防止高強(qiáng)力鋼的彎曲，拉伸等成形時(shí)產(chǎn)生的刮痕。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有光功率分路器的分光角度較小，多路光分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作困難、尺寸過大的問題，以及現(xiàn)有光功率分路器不能對(duì)所輸入的信號(hào)光的分光角度進(jìn)行分光優(yōu)化調(diào)節(jié)，從而不能讓同時(shí)輸入的多路信號(hào)光沿著Y形波導(dǎo)光路兩個(gè)出光段的優(yōu)化路徑輸出的不足，提供一種用于對(duì)全通信波段進(jìn)行分光優(yōu)化的光分路結(jié)構(gòu)及制備方法，該光分路結(jié)構(gòu)能迅速增大輸入信號(hào)光的分光角度，讓每路輸入信號(hào)光的分光距離大大變短的同時(shí)，還能對(duì)每路輸入信號(hào)光的分光角度進(jìn)行分光優(yōu)化調(diào)節(jié)，進(jìn)而使得若干路輸入信號(hào)光能同時(shí)沿著Y形波導(dǎo)光路兩個(gè)出光段的優(yōu)化路徑輸出。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用于對(duì)全通信波段進(jìn)行分光優(yōu)化的光分路結(jié)構(gòu)，包括光分路器，光分 路器的Y形波導(dǎo)光路分別由折射率相同的入光段、錐形段、分光優(yōu)化段和兩個(gè)出光段依次連接成于一體組成，并且分光優(yōu)化段的寬度為單模波導(dǎo)寬度的1-3倍；

在分光優(yōu)化段上設(shè)有若干個(gè)分光優(yōu)化槽，分光優(yōu)化槽沿著分光優(yōu)化段的長(zhǎng)中心線軸向?qū)ΨQ布置；

分光優(yōu)化槽的槽底落在Y形波導(dǎo)光路的分光優(yōu)化段下表面上或落在光分路器的下包層內(nèi)，分光優(yōu)化槽的槽口落在Y形波導(dǎo)光路的分光優(yōu)化段上表面上或落在光分路器的上包層內(nèi)；

分光優(yōu)化槽的個(gè)數(shù)至少等于入光段上所輸入信號(hào)光的路數(shù)，分光優(yōu)化槽的寬度為單模波導(dǎo)寬度的0.1-0.5倍，分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度為單模波導(dǎo)寬度的0.2-5倍，相鄰兩個(gè)分光優(yōu)化槽間的間距大于單模波導(dǎo)寬度的0.5倍，離分光優(yōu)化段出口端端部最近的一個(gè)分光優(yōu)化槽到分光優(yōu)化段出口端端部的間距大于單模波導(dǎo)寬度的0.5倍；

通過CVD方法在每個(gè)分光優(yōu)化槽內(nèi)注滿沉積制作有輔助分開輸入信號(hào)光的分光優(yōu)化填充塊，并且分光優(yōu)化填充塊的折射率大于Y形波導(dǎo)光路的折射率；

當(dāng)分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度為l_i=Nλ_i／2n時(shí)，該分光優(yōu)化槽中的分光優(yōu)化填充塊對(duì)輸入信號(hào)光的光波起增反作用，與增透作用相比，該分光優(yōu)化填充塊對(duì)輸入信號(hào)光的光波阻礙作用增大，分光角度偏大，分光區(qū)長(zhǎng)度縮短；

當(dāng)分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度為l_i=(2N+1)λ_i／4n時(shí)，該分光優(yōu)化槽中的分光優(yōu)化填充塊對(duì)輸入信號(hào)光的光波起增透作用，與增反作用相比，該分光優(yōu)化填充塊對(duì)輸入信號(hào)光的光波透射增強(qiáng)，插入損耗降低，分光角度偏小；

其中：l_i為分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度，N為正整數(shù)，λ_i為一路輸入信號(hào)光的波長(zhǎng)，n為某一個(gè)分光優(yōu)化填充塊的折射率；

通過調(diào)整分光優(yōu)化段上各個(gè)分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度，便能對(duì)Y形波導(dǎo)光路的每路輸入信號(hào)光的分光角度進(jìn)行分光優(yōu)化調(diào)節(jié)，進(jìn)而使得若干路輸入信號(hào)光能同時(shí)沿著Y形波導(dǎo)光路兩個(gè)出光段的優(yōu)化路徑輸出。

本方案中的單模波導(dǎo)寬度是由光分路器的Y形波導(dǎo)光路、光分路器的上包層和光分路器的下包層的材料來(lái)確定，Y形波導(dǎo)光路、上包層和下包層的材料確定下來(lái)后，單模波導(dǎo)寬度也就唯一確定了。這樣確定的單模波導(dǎo)寬度能保證信號(hào)光不會(huì)溢出Y形波導(dǎo)光路而造成額外損耗。分光優(yōu)化槽的寬度為單模波導(dǎo)寬度的0.1-0.5倍，該寬度可保證信號(hào)光經(jīng)過分光優(yōu)化段仍能被束縛在Y形波導(dǎo)光路內(nèi)，不產(chǎn)生額外損耗。分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度為單模波導(dǎo)寬度的0.2-5倍，該長(zhǎng)度可在保證產(chǎn)生增大分光角度效果的同時(shí)不會(huì)太大地增加優(yōu)化段長(zhǎng)度，分光距離大大變短，為光分路器體積小提供了保證。相鄰兩個(gè)分光優(yōu)化槽間的間距大于單模波導(dǎo)寬度的0.5倍，該間距可保證相鄰分光優(yōu)化槽不產(chǎn)生互相干擾。離分光優(yōu)化段出口端端部最近的一個(gè)分光優(yōu)化槽到分光優(yōu)化段出口端端部的間距大于單模波導(dǎo)寬度的0.5倍，該間距可保證光場(chǎng)角度增大完成并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。通過在Y形波導(dǎo)光路的錐形段和出光段之間設(shè)置分光優(yōu)化段，并在分光優(yōu)化段上設(shè)置若干個(gè)長(zhǎng)度不同的分光優(yōu)化槽，在每個(gè)分光優(yōu)化槽中注滿布置有分光優(yōu)化填充塊，根據(jù)等效折射率理論、增反理論和增透理論，讓信號(hào)光在分光優(yōu)化槽處發(fā)散，各優(yōu)化槽處分別發(fā)生信號(hào)光的增反效應(yīng)或增透效應(yīng)，通過對(duì)信號(hào)光的增反效應(yīng)或增透效應(yīng)，調(diào)整通過分光優(yōu)化段的各路信號(hào)光，便能對(duì)每路輸入信號(hào)光的分光角度進(jìn)行分光優(yōu)化調(diào)節(jié)，進(jìn)而使得若干路輸入信號(hào)光能分別 以最佳路徑同時(shí)沿著Y形波導(dǎo)光路兩個(gè)出光段的優(yōu)化路徑輸出。該光分路結(jié)構(gòu)能迅速增大輸入信號(hào)光的分光角度，讓每路輸入信號(hào)光的分光距離大大變短的同時(shí)，還能對(duì)每路輸入信號(hào)光的分光角度進(jìn)行分光優(yōu)化調(diào)節(jié)，進(jìn)而使得若干路輸入信號(hào)光能同時(shí)沿著Y形波導(dǎo)光路兩個(gè)出光段的優(yōu)化路徑輸出。

作為優(yōu)選，從錐形段與分光優(yōu)化段的連接處開始，在分光優(yōu)化段上設(shè)置一號(hào)分光優(yōu)化槽，朝前與一號(hào)分光優(yōu)化槽間隔5μm設(shè)置二號(hào)分光優(yōu)化槽，朝前與二號(hào)分光優(yōu)化槽間隔30μm設(shè)置三號(hào)分光優(yōu)化槽，并且一號(hào)分光優(yōu)化槽、二號(hào)分光優(yōu)化槽和三號(hào)分光優(yōu)化槽內(nèi)的分光優(yōu)化填充塊的折射率相同；

一號(hào)分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度滿足l₁=Nλ₁／2n，

二號(hào)分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度滿足l₂=Nλ₂／2n，

三號(hào)分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度滿足l₃=(2N+1)λ₃／4n，

其中：l₁、l₂和l₃分別為分光優(yōu)化段上設(shè)置的三個(gè)分光優(yōu)化槽各自的長(zhǎng)度，N為正整數(shù)，λ₁是波長(zhǎng)為1.310μm的輸入信號(hào)光，λ₂是波長(zhǎng)為1.550μm的輸入信號(hào)光，λ₃是波長(zhǎng)為1.460μm的輸入信號(hào)光，n為某一個(gè)分光優(yōu)化填充塊的折射率；

即可對(duì)λ₁、λ₂和λ₃三個(gè)波長(zhǎng)的三路輸入信號(hào)光的輸出角度進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，進(jìn)而使這三路輸入信號(hào)光能分別以最佳路徑同時(shí)沿著Y形波導(dǎo)光路兩個(gè)出光段的優(yōu)化路徑輸出。

通過在分光優(yōu)化段上設(shè)置三個(gè)長(zhǎng)度不同的分光優(yōu)化槽，在每個(gè)分光優(yōu)化槽 中注滿布置有分光優(yōu)化填充塊，根據(jù)增反理論和增透理論，讓信號(hào)光在分光優(yōu)化槽處發(fā)生增反效應(yīng)或增透效應(yīng)，通過增反效應(yīng)或增透效應(yīng)，調(diào)整通過分光優(yōu)化段的各路信號(hào)光，便能對(duì)每路輸入信號(hào)光的分光角度進(jìn)行分光優(yōu)化調(diào)節(jié)，進(jìn)而使這三路輸入信號(hào)光能分別以最佳路徑同時(shí)沿著Y形波導(dǎo)光路兩個(gè)出光段的優(yōu)化路徑輸出。

作為優(yōu)選，一號(hào)分光優(yōu)化槽的后端端部為錐形，一號(hào)分光優(yōu)化槽的前端端部為矩形；二號(hào)分光優(yōu)化槽的后端端部為等腰梯形，二號(hào)分光優(yōu)化槽的前端端部為矩形；三號(hào)分光優(yōu)化槽的后端端部為圓弧形，三號(hào)分光優(yōu)化槽的前端端部為矩形。

把一號(hào)分光優(yōu)化槽的后端端部設(shè)置成錐形，這種結(jié)構(gòu)使得后端部為錐形的分光優(yōu)化填充塊能夠較為準(zhǔn)確的對(duì)準(zhǔn)信號(hào)光的中心線，讓該錐形分光優(yōu)化填充塊的后端部繼續(xù)對(duì)輸入的信號(hào)光進(jìn)行分光，改變分光優(yōu)化填充塊后端部的錐形角度，即可先對(duì)信號(hào)光分光角度進(jìn)行一定的微調(diào)節(jié)，進(jìn)而使得后續(xù)對(duì)信號(hào)光分光角度的調(diào)節(jié)變得簡(jiǎn)單。二號(hào)分光優(yōu)化槽的后端端部為等腰梯形，這種結(jié)構(gòu)使得后端部為對(duì)稱梯形狀的分光優(yōu)化填充塊能夠較為準(zhǔn)確的對(duì)準(zhǔn)信號(hào)光的中心線，讓該梯形分光優(yōu)化填充塊的后端部繼續(xù)對(duì)輸入的信號(hào)光進(jìn)行對(duì)稱分光，改變分光優(yōu)化填充塊后端部的錐形高度和寬度，即可先對(duì)信號(hào)光分光角度進(jìn)行一定的微調(diào)節(jié)，進(jìn)而使得后續(xù)對(duì)信號(hào)光分光角度的調(diào)節(jié)變得簡(jiǎn)單。三號(hào)分光優(yōu)化槽的后端端部為圓弧形，這種結(jié)構(gòu)使得后端部為對(duì)稱梯形狀的圓弧形分光優(yōu)化填充塊，該圓弧形分光優(yōu)化填充塊的后端部能夠較為準(zhǔn)確的對(duì)準(zhǔn)信號(hào)光的中心線，讓該分光優(yōu)化填充塊的后端部均勻的繼續(xù)對(duì)輸入的信號(hào)光進(jìn)行對(duì)稱分光，圓弧形端部的分光優(yōu)化填充塊可先對(duì)信號(hào)光分光角度進(jìn)行一定的微調(diào)節(jié)，進(jìn)而使得后續(xù)對(duì)信號(hào)光分光角度的調(diào)節(jié)變得簡(jiǎn)單。本方案讓信號(hào)光先經(jīng)過帶錐形端 的分光優(yōu)化填充塊，然后再傳到帶等腰梯形端的分光優(yōu)化填充塊，再傳到帶圓弧形端的分光優(yōu)化填充塊，信號(hào)光邊傳輸邊對(duì)分光角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終讓輸入的多路信號(hào)光從Y形波導(dǎo)光路兩個(gè)出光段的優(yōu)化路徑輸出。

作為優(yōu)選，分光優(yōu)化段為矩形體狀。這種結(jié)構(gòu)便于制作，便于對(duì)信號(hào)光的分光角度進(jìn)行有效控制。

一種用于對(duì)全通信波段進(jìn)行分光優(yōu)化的光分路結(jié)構(gòu)的制備方法，包如下步驟：

步驟一，制作襯底層，選擇石英作為襯底層的制作材料，并對(duì)襯底層的表面進(jìn)行拋光處理；

步驟二，制作下包層，選擇折射率低的材料作為下包層的制作材料，在襯底層的上表面，通過CVD方法沉積制作厚度為16-30微米的下包層；

步驟三，制作芯層，選擇折射率高的材料作為芯層的制作材料，在下包層的上表面通過CVD方法沉積制作厚度為6微米的芯層；

步驟四，制作Y形波導(dǎo)光路，通過光刻和刻蝕工藝對(duì)芯層進(jìn)行處理，將芯層加工成Y形波導(dǎo)光路，其中，Y形波導(dǎo)光路由入光段、錐形段、分光優(yōu)化段和兩個(gè)出光段依次連接成于一體組成，入出光段和出光段的截面分別為6×6微米，分光優(yōu)化段的寬度為單模波導(dǎo)寬度的1-3倍；

步驟五，制作上包層，選擇與下包層折射率相同的材料作為上包層的制作材料，在下包層的上表面以及Y形波導(dǎo)光路的上表面，通過CVD方法沉積制作厚度為16-30微米的上包層，使Y形波導(dǎo)光路除輸入端和輸出端外均被密封在上包層和下包層之間；

步驟六，制作分光優(yōu)化槽，從分光優(yōu)化段正上方的上包層處往下設(shè)置若干個(gè)分光優(yōu)化槽，分光優(yōu)化槽的槽底落在Y形波導(dǎo)光路的分光優(yōu)化段下表面上或 落在光分路器的下包層內(nèi)；

分光優(yōu)化槽沿著分光優(yōu)化段的長(zhǎng)中心線軸向?qū)ΨQ布置；

分光優(yōu)化槽的個(gè)數(shù)至少等于入光段上所輸入信號(hào)光的路數(shù)，分光優(yōu)化槽的寬度為單模波導(dǎo)寬度的0.1-0.5倍，分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度為單模波導(dǎo)寬度的0.2-5倍，相鄰兩個(gè)分光優(yōu)化槽間的間距大于單模波導(dǎo)寬度的0.5倍，離分光優(yōu)化段出口端端部最近的一個(gè)分光優(yōu)化槽到分光優(yōu)化段出口端端部的間距大于單模波導(dǎo)寬度的0.5倍；

通過CVD方法在每個(gè)分光優(yōu)化槽內(nèi)注滿沉積制作有輔助分開輸入信號(hào)光的分光優(yōu)化填充塊，并且分光優(yōu)化填充塊的折射率大于Y形波導(dǎo)光路的折射率；

當(dāng)分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度為l_i=Nλ_i／2n時(shí)，該分光優(yōu)化槽中的分光優(yōu)化填充塊對(duì)輸入信號(hào)光的光波起增反作用，該分光優(yōu)化填充塊對(duì)輸入信號(hào)光的光波阻礙作用增大，分光角度偏大，分光區(qū)長(zhǎng)度縮短；

當(dāng)分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度為l_i=(2N+1)λ_i／4n時(shí)，該分光優(yōu)化槽中的分光優(yōu)化填充塊對(duì)輸入信號(hào)光的光波起增透作用，該分光優(yōu)化填充塊對(duì)輸入信號(hào)光的光波透射增強(qiáng)，插入損耗降低，分光角度偏??；

其中：l_i為分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度，N為正整數(shù)，λ_i為一路輸入信號(hào)光的波長(zhǎng)，n為某一個(gè)分光優(yōu)化填充塊的折射率；

通過調(diào)整分光優(yōu)化段上各個(gè)分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度，便能對(duì)Y形波導(dǎo)光路的每路輸入信號(hào)光的分光角度進(jìn)行分光優(yōu)化調(diào)節(jié)，進(jìn)而使得若干路輸入信號(hào)光能同時(shí)沿著Y形波導(dǎo)光路兩個(gè)出光段的優(yōu)化路徑輸出；

步驟七，切割、研磨，將光分路器的輸入端和輸出端進(jìn)行切割，并研磨拋 光，然后進(jìn)行封裝。

作為優(yōu)選，從錐形段與分光優(yōu)化段的連接處開始，在分光優(yōu)化段上設(shè)置一號(hào)分光優(yōu)化槽，朝前與一號(hào)分光優(yōu)化槽間隔5μm設(shè)置二號(hào)分光優(yōu)化槽，朝前與二號(hào)分光優(yōu)化槽間隔30μm設(shè)置三號(hào)分光優(yōu)化槽，并且一號(hào)分光優(yōu)化槽、二號(hào)分光優(yōu)化槽和三號(hào)分光優(yōu)化槽內(nèi)的分光優(yōu)化填充塊的折射率相同；

一號(hào)分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度滿足l₁=Nλ₁／2n，

二號(hào)分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度滿足l₂=Nλ₂／2n，

三號(hào)分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度滿足l₃＝(2N+1)λ₃／4n，

其中：l₁、l₂和l₃分別為分光優(yōu)化段上設(shè)置的三個(gè)分光優(yōu)化槽各自的長(zhǎng)度，N為正整數(shù)，λ₁是波長(zhǎng)為1.310μm的輸入信號(hào)光，λ₂是波長(zhǎng)為1.550μm的輸入信號(hào)光，λ₃是波長(zhǎng)為1.460μm的輸入信號(hào)光，n為某一個(gè)分光優(yōu)化填充塊的折射率；

即可對(duì)λ₁、λ₂和λ₃三個(gè)波長(zhǎng)的三路輸入信號(hào)光的輸出角度進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，進(jìn)而使這三路輸入信號(hào)光能同時(shí)沿著Y形波導(dǎo)光路兩個(gè)出光段的優(yōu)化路徑輸出。

作為優(yōu)選，把一號(hào)分光優(yōu)化槽的后端端部制作成錐形，把一號(hào)分光優(yōu)化槽的前端端部制作成矩形；把二號(hào)分光優(yōu)化槽的后端端部制作成等腰梯形，把二號(hào)分光優(yōu)化槽的前端端部制作成矩形；把三號(hào)分光優(yōu)化槽的后端端部制作成圓弧形，把三號(hào)分光優(yōu)化槽的前端端部制作成矩形。

作為優(yōu)選，把分光優(yōu)化段制作成矩形體狀。

本發(fā)明能達(dá)到如下效果：

1、本發(fā)明通過在分光優(yōu)化段上設(shè)置三個(gè)長(zhǎng)度不同的分光優(yōu)化槽，在每個(gè)分光優(yōu)化槽中注滿布置有分光優(yōu)化填充塊，根據(jù)增反理論和增透理論，讓信號(hào)光在分光優(yōu)化槽處發(fā)生增反效應(yīng)或增透效應(yīng)，通過增反效應(yīng)或增透效應(yīng)，調(diào)整通過分光優(yōu)化段的各路信號(hào)光，便能對(duì)每路輸入信號(hào)光的分光角度進(jìn)行分光優(yōu)化調(diào)節(jié)，進(jìn)而使得三路輸入信號(hào)光能同時(shí)沿著Y形波導(dǎo)光路兩個(gè)出光段的優(yōu)化路徑輸出。

2、本發(fā)明在制造時(shí)可根據(jù)多路輸入信號(hào)光的波長(zhǎng)自行設(shè)計(jì)出適合分光比需的光分路器。且該光分路器可靠性穩(wěn)定性好，制造簡(jiǎn)單方便，成本低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明襯底層的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明在圖1的基礎(chǔ)上，將下包層沉積制作在襯底層上后的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明在圖2的基礎(chǔ)上，將芯層沉積制作在下包層上后的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明在圖3的基礎(chǔ)上，采用光刻和刻蝕工藝把芯層處理成Y形波導(dǎo)光路，并在Y形波導(dǎo)光路的分光優(yōu)化段上設(shè)有三個(gè)分光優(yōu)化槽，并在三個(gè)分光優(yōu)化槽內(nèi)注滿沉積制作有分光優(yōu)化填充塊后的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明在圖4的基礎(chǔ)上，在下包層的上表面和Y形波導(dǎo)光路的上表面以及三個(gè)分光優(yōu)化槽內(nèi)沉積制作上包層后的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明Y形波導(dǎo)光路一種正俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明制作方法1的一種側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本發(fā)明制作方法1的一種后視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是本發(fā)明在圖3的基礎(chǔ)上，采用光刻和刻蝕工藝把芯層處理成Y形波導(dǎo)光路后的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是本發(fā)明在圖9的基礎(chǔ)上，在下包層的上表面和Y形波導(dǎo)光路的上表面上沉積制作上包層后的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11是本發(fā)明在圖10的基礎(chǔ)上，并在Y形波導(dǎo)光路的分光優(yōu)化段處，設(shè)有三個(gè)分光優(yōu)化槽，并在這三個(gè)分光優(yōu)化槽內(nèi)注滿沉積制作有分光優(yōu)化填充塊后的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12是本發(fā)明制作方法2的一種側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13是本發(fā)明制作方法2的一種后視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14是本發(fā)明的一種原理示意圖。

圖中：襯底層1，下包層2，芯層3，Y形波導(dǎo)光路4，一號(hào)分光優(yōu)化槽5，二號(hào)分光優(yōu)化槽6，三號(hào)分光優(yōu)化槽7，上包層8，入光段9，錐形段10，分光優(yōu)化段11，出光段12，信號(hào)光13，信號(hào)光的兩束分光14。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。

實(shí)施例：一種用于對(duì)全通信波段進(jìn)行分光優(yōu)化的光分路結(jié)構(gòu)及制備方法，制作方法1包如下步驟：

步驟一，制作襯底層1，參見圖1所示，選擇石英作為襯底層的制作材料，并對(duì)襯底層的表面進(jìn)行拋光處理；

步驟二，制作下包層2，參見圖2所示，選擇折射率低的材料作為下包層的制作材料，在襯底層的上表面，通過CVD方法沉積制作厚度為16-30微米的下包層；

步驟三，制作芯層3，參見圖3所示，選擇折射率高的材料作為芯層的制作材料，在下包層的上表面通過CVD方法沉積制作厚度為6微米的芯層；

步驟四，制作Y形波導(dǎo)光路4，參見圖4所示，通過光刻和刻蝕工藝對(duì)芯層進(jìn)行處理，將芯層加工成Y形波導(dǎo)光路，其中，Y形波導(dǎo)光路由入光段9、錐形段10、分光優(yōu)化段11和兩個(gè)出光段12依次連接成于一體組成，參見圖6所示，入出光段和出光段的截面分別為6×6微米，分光優(yōu)化段的寬度為單模波導(dǎo)寬度的1-3倍；

步驟五，制作上包層8，參見圖5所示，選擇與下包層折射率相同的材料作為上包層的制作材料，在下包層的上表面以及Y形波導(dǎo)光路的上表面，通過CVD方法沉積制作厚度為16-30微米的上包層，使Y形波導(dǎo)光路除輸入端和輸出端外均被密封在上包層和下包層之間；

步驟六，制作分光優(yōu)化槽，參見圖4、圖5、圖6、圖7、圖8所示，在分光優(yōu)化段正上設(shè)置有三個(gè)分光優(yōu)化槽，這三個(gè)分光優(yōu)化槽分別是一號(hào)分光優(yōu)化槽5、二號(hào)分光優(yōu)化槽6和三號(hào)分光優(yōu)化槽7。

把一號(hào)分光優(yōu)化槽的后端端部制作成錐形，把一號(hào)分光優(yōu)化槽的前端端部制作成矩形；把二號(hào)分光優(yōu)化槽的后端端部制作成等腰梯形，把二號(hào)分光優(yōu)化槽的前端端部制作成矩形；把三號(hào)分光優(yōu)化槽的后端端部制作成圓弧形，把三號(hào)分光優(yōu)化槽的前端端部制作成矩形。把分光優(yōu)化段制作成矩形體狀。每個(gè)分光優(yōu)化槽的槽底落在Y形波導(dǎo)光路的分光優(yōu)化段下表面上或落在光分路器的下包層內(nèi)；每個(gè)分光優(yōu)化槽沿著分光優(yōu)化段的長(zhǎng)中心線軸向?qū)ΨQ布置，每個(gè)分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)中心線與分光優(yōu)化段的長(zhǎng)中心線重合；分光優(yōu)化槽的寬度為單模波導(dǎo)寬度的0.1-0.5倍，分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度為單模波導(dǎo)寬度的0.2-5倍，相鄰兩個(gè)分光優(yōu)化槽間的間距大于單模波導(dǎo)寬度的0.5倍，離分光優(yōu)化段出口端端部 最近的一個(gè)分光優(yōu)化槽到分光優(yōu)化段出口端端部的間距大于單模波導(dǎo)寬度的0.5倍；通過CVD方法在每個(gè)分光優(yōu)化槽內(nèi)注滿沉積制作有輔助分開輸入信號(hào)光的分光優(yōu)化填充塊，并且分光優(yōu)化填充塊的折射率大于Y形波導(dǎo)光路的折射率；

當(dāng)分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度為l_i=Nλ_i／2n時(shí)，該分光優(yōu)化槽中的分光優(yōu)化填充塊對(duì)輸入信號(hào)光的光波起增反作用，該分光優(yōu)化填充塊對(duì)輸入信號(hào)光的光波阻礙作用增大，分光角度偏大，分光區(qū)長(zhǎng)度縮短；

當(dāng)分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度為l_i=(2N+1)λ_i／4n時(shí)，該分光優(yōu)化槽中的分光優(yōu)化填充塊對(duì)輸入信號(hào)光的光波起增透作用，該分光優(yōu)化填充塊對(duì)輸入信號(hào)光的光波透射增強(qiáng)，插入損耗降低，分光角度偏小；

其中：l_i為分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度，N為正整數(shù)，λ_i為一路輸入信號(hào)光的波長(zhǎng)，n為某一個(gè)分光優(yōu)化填充塊的折射率；

通過調(diào)整分光優(yōu)化段上各個(gè)分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度，便能對(duì)Y形波導(dǎo)光路的每路輸入信號(hào)光的分光角度進(jìn)行分光優(yōu)化調(diào)節(jié)，進(jìn)而使得若干路輸入信號(hào)光能同時(shí)沿著Y形波導(dǎo)光路兩個(gè)出光段的優(yōu)化路徑輸出；

步驟七，切割、研磨，將光分路器的輸入端和輸出端進(jìn)行切割，并研磨拋光，然后進(jìn)行封裝。制作方法1制作完成后如圖5、圖7、圖8所示。

制作方法2包括的步驟與制作方法1的不同在于，參見圖9所示，在制造完Y形波導(dǎo)光路4后，參見圖10所示不在Y形波導(dǎo)光路4的分光優(yōu)化段上設(shè)置有分光優(yōu)化槽，而是直接制作上包層。參見圖11所示，然后從分光優(yōu)化段正上方的上包層處往下設(shè)置三個(gè)分光優(yōu)化槽，這三個(gè)分光優(yōu)化槽分別是一號(hào)分光優(yōu) 化槽5、二號(hào)分光優(yōu)化槽6和三號(hào)分光優(yōu)化槽7。制作方法2制作完成后參見圖11、圖12、圖13所示。

制作方法1和制作方法2只是制作流程的先后順序不同，本質(zhì)上都是為了在Y形波導(dǎo)光路4的分光優(yōu)化段上設(shè)置有分光優(yōu)化槽。

本實(shí)施例中，從錐形段與分光優(yōu)化段的連接處開始，在分光優(yōu)化段上設(shè)置一號(hào)分光優(yōu)化槽，朝前與一號(hào)分光優(yōu)化槽間隔5μm設(shè)置二號(hào)分光優(yōu)化槽，朝前與二號(hào)分光優(yōu)化槽間隔30μm設(shè)置三號(hào)分光優(yōu)化槽，并且一號(hào)分光優(yōu)化槽、二號(hào)分光優(yōu)化槽和三號(hào)分光優(yōu)化槽內(nèi)的分光優(yōu)化填充塊的折射率相同；

一號(hào)分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度滿足l₁=Nλ₁／2n，

二號(hào)分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度滿足l₂=Nλ₂／2n，

三號(hào)分光優(yōu)化槽的長(zhǎng)度滿足l₃=(2N+1)λ₃／4n，

其中：l₁、l₂和l₃分別為分光優(yōu)化段上設(shè)置的三個(gè)分光優(yōu)化槽各自的長(zhǎng)度，N為正整數(shù)，λ₁是波長(zhǎng)為1.310μm的輸入信號(hào)光，λ₂是波長(zhǎng)為1.550μm的輸入信號(hào)光，λ₃是波長(zhǎng)為1.460μm的輸入信號(hào)光，n為某一個(gè)分光優(yōu)化填充塊的折射率；

即可對(duì)λ₁、λ₂和λ₃三個(gè)波長(zhǎng)的三路輸入信號(hào)光的輸出角度進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，進(jìn)而使這三路輸入信號(hào)光能同時(shí)沿著Y形波導(dǎo)光路兩個(gè)出光段的優(yōu)化路徑輸出。

使用時(shí)，通過在Y形波導(dǎo)光路的錐形段和出光段之間設(shè)置分光優(yōu)化段，并 在分光優(yōu)化段上設(shè)置若干個(gè)長(zhǎng)度不同的分光優(yōu)化槽，在每個(gè)分光優(yōu)化槽中注滿布置有分光優(yōu)化填充塊，根據(jù)等效折射率理論、增反理論和增透理論，讓信號(hào)光在分光優(yōu)化槽處發(fā)散，各優(yōu)化槽處分別發(fā)生信號(hào)光的增反效應(yīng)或增透效應(yīng)，通過對(duì)信號(hào)光的增反效應(yīng)或增透效應(yīng)，調(diào)整通過分光優(yōu)化段的各路信號(hào)光，便能對(duì)每路輸入信號(hào)光的分光角度進(jìn)行分光優(yōu)化調(diào)節(jié)，進(jìn)而使得若干路輸入信號(hào)光能分別以最佳路徑同時(shí)沿著Y形波導(dǎo)光路兩個(gè)出光段的優(yōu)化路徑輸出。

在圖14中，X¹軸表示信號(hào)光的寬度，單位為微米；Z¹表述信號(hào)光的一段傳輸距離，單位為微米。參見圖14所示，信號(hào)光從長(zhǎng)度為-20微米處到20微米處，在這短短的40微米長(zhǎng)的傳輸距離內(nèi)，信號(hào)光的分光角度就從0度增大到了約60度的角度，增大迅速。

圖14中，X¹軸表示信號(hào)光13的寬度，單位為微米；Z¹軸表述信號(hào)光傳播方向的長(zhǎng)度，單位為微米。參見圖14所示，信號(hào)光從Z¹軸的-20微米處傳輸?shù)絑¹軸的20微米處，在這短短的40微米長(zhǎng)的傳輸距離內(nèi)，信號(hào)光的寬度從X¹軸的-1.5微米到X¹軸的1.5微米變成了從X¹軸的-3.5微米到X¹軸的3.5微米，即信號(hào)光在40微米長(zhǎng)的傳輸距離內(nèi)寬度從3微米變?yōu)榱?微米，變寬了4微米。也就是信號(hào)光的分光角度變化迅速，信號(hào)光的兩束分光14從0度增大到了約60度的角度，信號(hào)光的分光角度增大迅速，為后續(xù)對(duì)信號(hào)光進(jìn)行分光角度光優(yōu)化調(diào)節(jié)提供了前提條件保證。

參見圖14所示，一束信號(hào)光13經(jīng)過一個(gè)分光優(yōu)化填充塊后形成該信號(hào)光的兩束分光14，這兩束分光的角度變化快慢大小可以通過調(diào)整分光優(yōu)化填充塊的長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得信號(hào)光的分光角度可調(diào)。該光分路結(jié)構(gòu)能迅速增大輸入信號(hào)光的分光角度，讓每路輸入信號(hào)光的分光距離大大變短的同時(shí)，還能對(duì)每路輸入信號(hào)光的分光角度進(jìn)行分光優(yōu)化調(diào)節(jié)，進(jìn)而使得若干路輸入信號(hào)光能同時(shí) 沿著Y形波導(dǎo)光路兩個(gè)出光段的優(yōu)化路徑輸出。

上面結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但實(shí)現(xiàn)時(shí)不受上述實(shí)施例限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改。