平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器及其調(diào)節(jié)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器及其調(diào)節(jié)方法，包括第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器和第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器，第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的輸出端與第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的輸入端相連，從而可以利用通過(guò)調(diào)節(jié)第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的相位差和第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的相位差，使得所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的偏振相關(guān)損耗值和第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的偏振相關(guān)損耗值相互抵消，進(jìn)而降低平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器的總偏振相關(guān)損耗，提高平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器的性能。
【專利說(shuō)明】平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器及其調(diào)節(jié)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可調(diào)光衰減器制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器及其調(diào)節(jié)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]可調(diào)光衰減器(Variable Optical Attenuation, V0A)是光通信系統(tǒng)中重要的光器件之一。其中，PLC (Planar Lightwave Circuit,平面光波導(dǎo))MZI (Mach-ZehnderInterferometer,即馬赫曾德干涉儀)型VOA具有制作簡(jiǎn)單,穩(wěn)定性好,尺寸小,成本低，易于集成、適合大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，并且隨著技術(shù)的發(fā)展和成熟，已成為光通信系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的光器件之一。
[0003]但是，現(xiàn)有技術(shù)中平面光波導(dǎo)VOA的偏振相關(guān)損耗參數(shù)較大，性能較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器及其調(diào)節(jié)方法，以降低所述平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器的偏振相關(guān)損耗參數(shù)，提高平面光波導(dǎo)VOA的性能。
[0005]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案:
[0006]一種平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器，包括:
[0007]第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器，所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器包括:第一加熱電極和第二加熱電極，以及貫穿所述第一加熱電極的第一光波導(dǎo)和貫穿所述第二加熱電極的第二光波導(dǎo)；
[0008]第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器，所述第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器包括:第三加熱電極和第四加熱電極，以及貫穿所述第三加熱電極的第三光波導(dǎo)和貫穿所述第四加熱電極的第四光波導(dǎo)；
[0009]其中，所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的輸出端與所述第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的輸入端相連。
[0010]優(yōu)選的，所述第一光波導(dǎo)和第二光波導(dǎo)在所述第一加熱電極和第二加熱電極兩側(cè)構(gòu)成第一方向I禹合器和第二方向I禹合器；
[0011 ] 所述第三光波導(dǎo)和第四光波導(dǎo)在所述第三加熱電極和第四加熱電極兩側(cè)構(gòu)成第三方向I禹合器和第四方向I禹合器。
[0012]優(yōu)選的，所述第一加熱電極、第二加熱電極、第三加熱電極和第四加熱電極的結(jié)構(gòu)相同。
[0013]優(yōu)選的，所述加熱電極包括:沉積在所述第一光波導(dǎo)表面的金屬薄膜以及位于所述金屬薄膜兩端的第一電極和第二電極。
[0014]優(yōu)選的，所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器為對(duì)稱MZI型可調(diào)光衰減器，所述第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器為非對(duì)稱MZI型可調(diào)光衰減器；或所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器為非對(duì)稱MZI型可調(diào)光衰減器，所述第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器為對(duì)稱MZI型可調(diào)光衰減器。
[0015]一種平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器的調(diào)節(jié)方法，應(yīng)用于上述任一項(xiàng)所述的平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器，該方法包括:
[0016]調(diào)節(jié)所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器中第二加熱電極上的施加電壓至第一電壓值，則所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器功率衰減值為第一功率衰減值，偏振相關(guān)損耗為第一偏振相關(guān)損耗值；
[0017]調(diào)節(jié)所述第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器中第四加熱電極上的施加電壓至第二電壓值，則所述第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器功率衰減值為第二功率衰減值，偏振相關(guān)損耗為第二偏振相關(guān)損耗值；
[0018]其中，所述第一功率衰減值和第二功率衰減值之和為預(yù)設(shè)值，所述預(yù)設(shè)值不大于30dB，且所述第一偏振相關(guān)損耗值和第二偏振相關(guān)損耗值之和小于0.5dB。
[0019]優(yōu)選的，該方法還包括:
[0020]預(yù)先獲得所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的相位差與其第二加熱電極上所施加電壓之間的關(guān)系；
[0021]預(yù)先獲得所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的相位差與其偏振相關(guān)損耗參數(shù)之間的關(guān)系；
[0022]預(yù)先獲得所述第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的相位差與其第四加熱電極上所施加電壓之間的關(guān)系；
[0023]預(yù)先獲得所述第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的相位差與其偏振相關(guān)損耗參數(shù)之間的關(guān)系。
[0024]優(yōu)選的，預(yù)先獲得所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的相位差與其第二加熱電極上所施加電壓之間的關(guān)系包括:
[0025]給所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的第二加熱電極施加不同的電壓，測(cè)量所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的光輸出能量Pc；MSS—p()rt ；
[0026]利用公式/^pon =cos2(A^)sirr(^ +6>2) + s//72(A^)sin2(^ -θ2),計(jì)算不同電壓下，
所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的相位差
[0027]根據(jù)所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器中第二加熱電極上所施加電壓及其對(duì)應(yīng)的相位差，獲得所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的相位差與其第二加熱電極上所施加電壓之間的關(guān)系；
[0028]其中，Δ爐表示所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的相位差；Θ i表示所述第一方向耦合器的相位因子，Θ 2表示所述第二方向耦合器的相位因子。
[0029]優(yōu)選的，該方法還包括:
[0030]利用公 式Att=IOlgPeMSS—pOTt,計(jì)算所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的功率衰減值A(chǔ)tt ；
[0031]根據(jù)所述第一平面波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器第二加熱電極上施加不同電壓時(shí)對(duì)應(yīng)的相位差Δρ和功率衰減值A(chǔ)tt，獲得所述第一平面波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的相位差Δ爐和功率衰減值A(chǔ)tt之間的關(guān)系。[0032]優(yōu)選的，預(yù)先獲得所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的相位差與其偏振相關(guān)損耗參數(shù)之間的關(guān)系包括:
[0033]根據(jù)所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的功率衰減值A(chǔ)tt，獲得所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器中TE模的相位差Δ^￡ ；
[0034]利用公= ΑφΤΕ +Αφη!_ΤΕ，計(jì)算所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器中TM模的相位差；
[0035]利用公式尸
【權(quán)利要求】
1.一種平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器，其特征在于，包括: 第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器，所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器包括:第一加熱電極和第二加熱電極，以及貫穿所述第一加熱電極的第一光波導(dǎo)和貫穿所述第二加熱電極的第二光波導(dǎo)； 第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器，所述第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器包括:第三加熱電極和第四加熱電極，以及貫穿所述第三加熱電極的第三光波導(dǎo)和貫穿所述第四加熱電極的第四光波導(dǎo)； 其中，所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的輸出端與所述第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器，其特征在于，所述第一光波導(dǎo)和第二光波導(dǎo)在所述第一加熱電極和第二加熱電極兩側(cè)構(gòu)成第一方向I禹合器和第二方向率禹合器； 所述第三光波導(dǎo)和第四光波導(dǎo)在所述第三加熱電極和第四加熱電極兩側(cè)構(gòu)成第三方向耦合器和第四方向耦合器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器，其特征在于，所述第一加熱電極、第二加熱電極、第三加熱電極和第四加熱電極的結(jié)構(gòu)相同。
4.根據(jù)權(quán) 利要求3所述的平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器，其特征在于，所述加熱電極包括:沉積在所述第一光波導(dǎo)表面的金屬薄膜以及位于所述金屬薄膜兩端的第一電極和第二電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器，其特征在于，所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器為對(duì)稱MZI型可調(diào)光衰減器，所述第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器為非對(duì)稱MZI型可調(diào)光衰減器；或所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器為非對(duì)稱MZI型可調(diào)光衰減器，所述第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器為對(duì)稱MZI型可調(diào)光衰減器。
6.一種平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器的調(diào)節(jié)方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器，其特征在于，該方法包括: 調(diào)節(jié)所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器中第二加熱電極上的施加電壓至第一電壓值，則所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器功率衰減值為第一功率衰減值，偏振相關(guān)損耗為第一偏振相關(guān)損耗值； 調(diào)節(jié)所述第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器中第四加熱電極上的施加電壓至第二電壓值，則所述第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器功率衰減值為第二功率衰減值，偏振相關(guān)損耗為第二偏振相關(guān)損耗值； 其中，所述第一功率衰減值和第二功率衰減值之和為預(yù)設(shè)值，所述預(yù)設(shè)值不大于30dB，且所述第一偏振相關(guān)損耗值和第二偏振相關(guān)損耗值之和小于0.5dB。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，該方法還包括: 預(yù)先獲得所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的相位差與其第二加熱電極上所施加電壓之間的關(guān)系； 預(yù)先獲得所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的相位差與其偏振相關(guān)損耗參數(shù)之間的關(guān)系； 預(yù)先獲得所述第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的相位差與其第四加熱電極上所施加電壓之間的關(guān)系； 預(yù)先獲得所述第二平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的相位差與其偏振相關(guān)損耗參數(shù)之間的關(guān)系。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，預(yù)先獲得所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的相位差與其第二加熱電極上所施加電壓之間的關(guān)系包括: 給所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的第二加熱電極施加不同的電壓，測(cè)量所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的光輸出能量Pc；MSS—p()rt ； 利用公式
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，還包括: 利用公式Att=IOlgPera3s-pOTt,計(jì)算所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的功率衰減值A(chǔ)tt ； 根據(jù)所述第一平面波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器第二加熱電極上施加不同電壓時(shí)對(duì)應(yīng)的相位差Δρ和功率衰減值A(chǔ)tt，獲得所述第一平面波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的相位差Δ爐和功率衰減值A(chǔ)tt之間的關(guān)系。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的平面光波導(dǎo)可調(diào)光衰減器的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，預(yù)先獲得所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的相位差與其偏振相關(guān)損耗參數(shù)之間的關(guān)系包括: 根據(jù)所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器的功率衰減值A(chǔ)tt，獲得所述第一平面光波導(dǎo)MZI型可調(diào)光衰減器中TE模的相位差Δ<^￡ ； 利用公式
【文檔編號(hào)】G02F1/01GK103760692SQ201410064320
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】尚宏博, 鄧曉清, 朱本均, 李朝陽(yáng) 申請(qǐng)人:四川飛陽(yáng)科技有限公司