本發(fā)明屬于光纖到戶無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于光纖到戶用戶分配的可調(diào)寬譜波長不靈敏耦合器。

背景技術(shù)：

隨著4k視頻、ar/vr技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、云服務(wù)等業(yè)務(wù)快速發(fā)展，寬帶網(wǎng)絡(luò)向超帶寬、智能化、多業(yè)務(wù)的方向發(fā)展，極大刺激傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬容量的增加，大力推動光纖到戶的發(fā)展。在光纖到戶無源光網(wǎng)絡(luò)中，需要大量的分路器來進(jìn)行光路分配，而在一些特殊的場景，需要可調(diào)光分路器，實現(xiàn)動態(tài)靈活的光路分配。現(xiàn)有可調(diào)光分路器一般采用電光、聲光或利用熱光多模干涉結(jié)構(gòu)的形式，電光、聲光技術(shù)工藝復(fù)雜、不利于規(guī)模化生產(chǎn)。多模干涉結(jié)構(gòu)的可調(diào)光分路器需要多級分支或耦合結(jié)構(gòu)，尺寸較大，調(diào)制深度不夠，且只能工作在特定的波長。無法滿足光通信網(wǎng)絡(luò)寬譜的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有可調(diào)耦合器對波長敏感的缺點，提出一種結(jié)構(gòu)緊湊、波長不靈敏的可調(diào)寬譜波長不靈敏耦合器。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種可調(diào)寬譜波長不靈敏定向耦合器，包括襯底，在襯底上設(shè)置有依次連接的第一級定向耦合結(jié)構(gòu)、相移結(jié)構(gòu)和第二級定向耦合結(jié)構(gòu)，所述相移結(jié)構(gòu)包括相移弧形波導(dǎo)、相移直波導(dǎo)和第三調(diào)制組件，第三調(diào)制組件設(shè)置在相移弧形波導(dǎo)上；相移弧形波導(dǎo)的一端與第一級定向耦合結(jié)構(gòu)的定向耦合波導(dǎo)ⅰ的輸出端連接，相移弧形波導(dǎo)的另一端與第二級定向耦合結(jié)構(gòu)的定向耦合波導(dǎo)ⅲ的輸入端連接；相移直波導(dǎo)的一端與第一級定向耦合結(jié)構(gòu)的定向耦合波導(dǎo)ⅱ的輸出端連接，相移直波導(dǎo)的另一端與第二級定向耦合結(jié)構(gòu)的定向耦合波導(dǎo)ⅳ的輸入端連接。所述襯底為二氧化硅、硅、soi、磷化銦或半導(dǎo)體聚合物。第一級定向耦合結(jié)構(gòu)、相移結(jié)構(gòu)和第二級定向耦合結(jié)構(gòu)均由光波導(dǎo)材料制成，所述光波導(dǎo)材料為二氧化硅、硅、銦鎵砷磷、聚合物或其它半導(dǎo)體材料。

所述相移弧形波導(dǎo)包括第一相移弧形波導(dǎo)、第二相移弧形波導(dǎo)、第三相移弧形波導(dǎo)和第四相移弧形波導(dǎo)，第一相移弧形波導(dǎo)的一端與定向耦合波導(dǎo)ⅰ的輸出端連接，第一相移弧形波導(dǎo)的另一端與第二相移弧形波導(dǎo)的一端連接，第二相移弧形波導(dǎo)的另一端與第三相移弧形波導(dǎo)的一端連接，第三相移弧形波導(dǎo)的另一端與第四相移弧形波導(dǎo)的一端連接，第四相移弧形波導(dǎo)的另一端與定向耦合波導(dǎo)ⅲ的輸入端連接；第一相移弧形波導(dǎo)和第二相移弧形波導(dǎo)相連構(gòu)成的弧與第三相移弧形波導(dǎo)和第四相移弧形波導(dǎo)相連構(gòu)成的弧對稱；且第一相移弧形波導(dǎo)的彎曲方向與第二相移弧形波導(dǎo)的彎曲方向相反。

第三調(diào)制組件為u型結(jié)構(gòu)的電調(diào)制組件或u型結(jié)構(gòu)的熱調(diào)制組件。

所述第一級定向耦合結(jié)構(gòu)，包括平行設(shè)置的第一輸入波導(dǎo)組件和第二輸入波導(dǎo)組件，第一輸入波導(dǎo)組件包括輸入波導(dǎo)ⅰ、弧形波導(dǎo)ⅰ、弧形波導(dǎo)ⅱ、定向耦合波導(dǎo)ⅰ和第一調(diào)制組件??；輸入波導(dǎo)ⅰ的一端為進(jìn)光端口，輸入波導(dǎo)ⅰ的另一端與弧形波導(dǎo)ⅰ的一端接觸連接，弧形波導(dǎo)ⅰ的另一端與弧形波導(dǎo)ⅱ的一端接觸連接，弧形波導(dǎo)ⅱ的另一端與定向耦合波導(dǎo)ⅰ的一端接觸連接，定向耦合波導(dǎo)ⅰ的另一端與第一相移弧形波導(dǎo)的一端接觸連接，第一調(diào)制組件ⅰ設(shè)置在襯底上且位于定向耦合波導(dǎo)ⅰ外側(cè)；第二輸入波導(dǎo)組件包括輸入波導(dǎo)ⅱ、弧形波導(dǎo)ⅲ、弧形波導(dǎo)ⅳ、定向耦合波導(dǎo)ⅱ和第一調(diào)制組件ⅱ；輸入波導(dǎo)ⅱ的一端為另一進(jìn)光端口，輸入波導(dǎo)ⅱ的另一端與弧形波導(dǎo)ⅲ的一端接觸連接，弧形波導(dǎo)ⅲ的另一端與弧形波導(dǎo)ⅳ的一端接觸連接，弧形波導(dǎo)ⅳ的另一端與定向耦合波導(dǎo)ⅱ的一端接觸連接，定向耦合波導(dǎo)ⅱ的另一端與相移直波導(dǎo)的一端接觸連接，第一調(diào)制組件ⅱ設(shè)置在襯底上且位于定向耦合波導(dǎo)ⅱ外側(cè)。

所述輸入波導(dǎo)ⅰ與弧形波導(dǎo)ⅰ的接觸處、弧形波導(dǎo)ⅱ與定向耦合波導(dǎo)ⅰ的接觸處、定向耦合波導(dǎo)ⅰ與第一相移弧形波導(dǎo)的接觸處、輸入波導(dǎo)ⅱ與弧形波導(dǎo)ⅲ的接觸處、弧形波導(dǎo)ⅳ與定向耦合波導(dǎo)ⅱ的接觸處均設(shè)置有位錯??；弧形波導(dǎo)ⅰ與弧形波導(dǎo)ⅱ的接觸處、弧形波導(dǎo)ⅲ與弧形波導(dǎo)ⅳ的接觸處均設(shè)置有位錯ⅱ。

所述第一調(diào)制組件ⅰ和第一調(diào)制組件ⅱ相同均為電調(diào)制組件或熱調(diào)制組件。

所述第二級定向耦合結(jié)構(gòu)，包括平行設(shè)置的第一輸出波導(dǎo)組件和第二輸出波導(dǎo)組件，第一輸出波導(dǎo)組件包括輸出波導(dǎo)ⅰ、弧形波導(dǎo)ⅴ、弧形波導(dǎo)ⅵ、定向耦合波導(dǎo)ⅲ和第二調(diào)制組件ⅰ；輸出波導(dǎo)ⅰ的一端為出光端口，輸出波導(dǎo)ⅰ的另一端與弧形波導(dǎo)ⅴ的一端接觸連接，弧形波導(dǎo)ⅴ的另一端與弧形波導(dǎo)ⅵ的一端接觸連接，弧形波導(dǎo)ⅵ的另一端與定向耦合波導(dǎo)ⅲ的一端接觸連接，定向耦合波導(dǎo)ⅲ的另一端與第一相移弧形波導(dǎo)的另一端接觸連接，第二調(diào)制組件ⅰ設(shè)置在襯底上且位于定向耦合波導(dǎo)ⅲ外側(cè)；第二輸出波導(dǎo)組件包括輸出波導(dǎo)ⅱ、弧形波導(dǎo)ⅶ、弧形波導(dǎo)ⅷ、定向耦合波導(dǎo)ⅳ和第二調(diào)制組件ⅱ；輸出波導(dǎo)ⅱ的一端為另一出光端口，輸出波導(dǎo)ⅱ的另一端與弧形波導(dǎo)ⅶ的一端接觸連接，弧形波導(dǎo)ⅶ的另一端與弧形波導(dǎo)ⅷ的一端接觸連接，弧形波導(dǎo)ⅷ的另一端與定向耦合波導(dǎo)ⅳ的一端接觸連接，定向耦合波導(dǎo)ⅳ的另一端與相移直波導(dǎo)的另一端接觸連接，第二調(diào)制組件ⅱ設(shè)置在襯底上且位于定向耦合波導(dǎo)ⅳ外側(cè)。

輸出波導(dǎo)ⅰ與弧形波導(dǎo)ⅴ的接觸處、弧形波導(dǎo)ⅵ與定向耦合波導(dǎo)ⅲ的接觸處、定向耦合波導(dǎo)ⅲ與第一相移弧形波導(dǎo)的接觸處、輸出波導(dǎo)ⅱ與弧形波導(dǎo)ⅶ的接觸處、弧形波導(dǎo)ⅷ與定向耦合波導(dǎo)ⅳ的接觸處均設(shè)置有位錯??；弧形波導(dǎo)ⅴ與弧形波導(dǎo)ⅵ的接觸處、弧形波導(dǎo)ⅶ與弧形波導(dǎo)ⅷ的接觸處均設(shè)置有位錯ⅱ。

所述第二調(diào)制組件ⅰ和第二調(diào)制組件ⅱ相同均為電調(diào)制組件或熱調(diào)制組件。

本發(fā)明的輸入波導(dǎo)、輸出波導(dǎo)之間的間距均為127μm或250μm整數(shù)倍。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1)采用兩級定向耦合器和相移結(jié)構(gòu)級聯(lián)，通過優(yōu)化耦合長度和相移大小，實現(xiàn)寬譜波長不靈敏，并對耦合區(qū)域和相移引入調(diào)制，調(diào)節(jié)耦合比及相移大小，實現(xiàn)寬譜范圍分光比調(diào)節(jié)。

2)采用平面光波導(dǎo)工藝制作，實現(xiàn)較低損耗，且尺寸緊湊，易于和其它器件集成。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明第一定向耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明弧形波導(dǎo)與直波導(dǎo)連接部分示意圖。

圖4為本發(fā)明弧形波導(dǎo)與直線波導(dǎo)連接部分損耗隨位錯變化趨勢圖。

圖5為本發(fā)明第一定向耦合器折射率變化時耦合器輸出功率變換。

圖6為本發(fā)明相移結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明第二定向耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明靜態(tài)輸出譜線。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1-3、圖6-7所示，一種可調(diào)寬譜波長不靈敏定向耦合器，包括襯底100，所述襯底100為二氧化硅、硅、soi、磷化銦或半導(dǎo)體聚合物。在襯底100上設(shè)置有依次連接的第一級定向耦合結(jié)構(gòu)1、相移結(jié)構(gòu)2和第二級定向耦合結(jié)構(gòu)3，第一級定向耦合結(jié)構(gòu)1、相移結(jié)構(gòu)2和第二級定向耦合結(jié)構(gòu)3均由光波導(dǎo)材料制成，所述光波導(dǎo)材料101為二氧化硅、硅、銦鎵砷磷、聚合物或其它半導(dǎo)體材料。

所述相移結(jié)構(gòu)2包括相移弧形波導(dǎo)、相移直波導(dǎo)22和第三調(diào)制組件26，第三調(diào)制組件26設(shè)置在相移弧形波導(dǎo)上。第三調(diào)制組件26為u型結(jié)構(gòu)的電調(diào)制組件或u型結(jié)構(gòu)的熱調(diào)制組件。

相移弧形波導(dǎo)的一端與第一級定向耦合結(jié)構(gòu)1的定向耦合波導(dǎo)ⅰ16的輸出端連接，相移弧形波導(dǎo)的另一端與第二級定向耦合結(jié)構(gòu)3的定向耦合波導(dǎo)ⅲ30的輸入端連接；相移直波導(dǎo)22的一端與第一級定向耦合結(jié)構(gòu)1的定向耦合波導(dǎo)ⅱ17的輸出端連接，相移直波導(dǎo)22的另一端與第二級定向耦合結(jié)構(gòu)3的定向耦合波導(dǎo)ⅳ31的輸入端連接。

所述相移弧形波導(dǎo)包括第一相移弧形波導(dǎo)21、第二相移弧形波導(dǎo)23、第三相移弧形波導(dǎo)24和第四相移弧形波導(dǎo)25，第一相移弧形波導(dǎo)21的一端與定向耦合波導(dǎo)ⅰ16的輸出端連接，第一相移弧形波導(dǎo)21的另一端與第二相移弧形波導(dǎo)23的一端連接，第二相移弧形波導(dǎo)23的另一端與第三相移弧形波導(dǎo)24的一端連接，第三相移弧形波導(dǎo)24的另一端與第四相移弧形波導(dǎo)25的一端連接，第四相移弧形波導(dǎo)25的另一端與定向耦合波導(dǎo)ⅲ30的輸入端連接；第一相移弧形波導(dǎo)21和第二相移弧形波導(dǎo)23相連構(gòu)成的弧與第三相移弧形波導(dǎo)24和第四相移弧形波導(dǎo)25相連構(gòu)成的弧對稱；且第一相移弧形波導(dǎo)21的彎曲方向與第二相移弧形波導(dǎo)23的彎曲方向相反。

所述第一級定向耦合結(jié)構(gòu)1，包括平行設(shè)置的第一輸入波導(dǎo)組件和第二輸入波導(dǎo)組件，第一輸入波導(dǎo)組件包括輸入波導(dǎo)ⅰ10、弧形波導(dǎo)ⅰ12、弧形波導(dǎo)ⅱ14、定向耦合波導(dǎo)ⅰ16和第一調(diào)制組件ⅰ18；輸入波導(dǎo)ⅰ10的一端為進(jìn)光端口，輸入波導(dǎo)ⅰ10的另一端與弧形波導(dǎo)ⅰ12的一端接觸連接，弧形波導(dǎo)ⅰ12的另一端與弧形波導(dǎo)ⅱ14的一端接觸連接，弧形波導(dǎo)ⅱ14的另一端與定向耦合波導(dǎo)ⅰ16的一端接觸連接，定向耦合波導(dǎo)ⅰ16的另一端與第一相移弧形波導(dǎo)21的一端接觸連接，第一調(diào)制組件ⅰ18設(shè)置在襯底100上且位于定向耦合波導(dǎo)ⅰ16外側(cè)；第二輸入波導(dǎo)組件包括輸入波導(dǎo)ⅱ11、弧形波導(dǎo)ⅲ13、弧形波導(dǎo)ⅳ15、定向耦合波導(dǎo)ⅱ17和第一調(diào)制組件ⅱ19；輸入波導(dǎo)ⅱ11的一端為另一進(jìn)光端口，輸入波導(dǎo)ⅱ11的另一端與弧形波導(dǎo)ⅲ13的一端接觸連接，弧形波導(dǎo)ⅲ13的另一端與弧形波導(dǎo)ⅳ15的一端接觸連接，弧形波導(dǎo)ⅳ15的另一端與定向耦合波導(dǎo)ⅱ17的一端接觸連接，定向耦合波導(dǎo)ⅱ17的另一端與相移直波導(dǎo)22的一端接觸連接，第一調(diào)制組件ⅱ19設(shè)置在襯底100上且位于定向耦合波導(dǎo)ⅱ17外側(cè)。

所述輸入波導(dǎo)ⅰ10與弧形波導(dǎo)ⅰ12的接觸處、弧形波導(dǎo)ⅱ14與定向耦合波導(dǎo)ⅰ16的接觸處、定向耦合波導(dǎo)ⅰ16與第一相移弧形波導(dǎo)21的接觸處、輸入波導(dǎo)ⅱ11與弧形波導(dǎo)ⅲ13的接觸處、弧形波導(dǎo)ⅳ15與定向耦合波導(dǎo)ⅱ17的接觸處均設(shè)置有位錯?。换⌒尾▽?dǎo)ⅰ12與弧形波導(dǎo)ⅱ14的接觸處、弧形波導(dǎo)ⅲ13與弧形波導(dǎo)ⅳ15的接觸處均設(shè)置有位錯ⅱ。

所述第一調(diào)制組件ⅰ18和第一調(diào)制組件ⅱ19相同均為電調(diào)制組件或熱調(diào)制組件。

所述第二級定向耦合結(jié)構(gòu)3，包括平行設(shè)置的第一輸出波導(dǎo)組件和第二輸出波導(dǎo)組件，第一輸出波導(dǎo)組件包括輸出波導(dǎo)ⅰ38、弧形波導(dǎo)ⅴ36、弧形波導(dǎo)ⅵ34、定向耦合波導(dǎo)ⅲ30和第二調(diào)制組件ⅰ32；輸出波導(dǎo)ⅰ38的一端為出光端口，輸出波導(dǎo)ⅰ38的另一端與弧形波導(dǎo)ⅴ36的一端接觸連接，弧形波導(dǎo)ⅴ36的另一端與弧形波導(dǎo)ⅵ34的一端接觸連接，弧形波導(dǎo)ⅵ34的另一端與定向耦合波導(dǎo)ⅲ30的一端接觸連接，定向耦合波導(dǎo)ⅲ30的另一端與第一相移弧形波導(dǎo)21的另一端接觸連接，第二調(diào)制組件ⅰ32設(shè)置在襯底100上且位于定向耦合波導(dǎo)ⅲ30外側(cè)；第二輸出波導(dǎo)組件包括輸出波導(dǎo)ⅱ39、弧形波導(dǎo)ⅶ37、弧形波導(dǎo)ⅷ35、定向耦合波導(dǎo)ⅳ31和第二調(diào)制組件ⅱ33；輸出波導(dǎo)ⅱ39的一端為另一出光端口，輸出波導(dǎo)ⅱ39的另一端與弧形波導(dǎo)ⅶ37的一端接觸連接，弧形波導(dǎo)ⅶ37的另一端與弧形波導(dǎo)ⅷ35的一端接觸連接，弧形波導(dǎo)ⅷ35的另一端與定向耦合波導(dǎo)ⅳ31的一端接觸連接，定向耦合波導(dǎo)ⅳ31的另一端與相移直波導(dǎo)22的另一端接觸連接，第二調(diào)制組件ⅱ33設(shè)置在襯底100上且位于定向耦合波導(dǎo)ⅳ31外側(cè)。

輸出波導(dǎo)ⅰ38與弧形波導(dǎo)ⅴ36的接觸處、弧形波導(dǎo)ⅵ34與定向耦合波導(dǎo)ⅲ30的接觸處、定向耦合波導(dǎo)ⅲ30與第一相移弧形波導(dǎo)21的接觸處、輸出波導(dǎo)ⅱ39與弧形波導(dǎo)ⅶ37的接觸處、弧形波導(dǎo)ⅷ35與定向耦合波導(dǎo)ⅳ31的接觸處均設(shè)置有位錯ⅰ；弧形波導(dǎo)ⅴ36與弧形波導(dǎo)ⅵ34的接觸處、弧形波導(dǎo)ⅶ37與弧形波導(dǎo)ⅷ35的接觸處均設(shè)置有位錯ⅱ。

所述第二調(diào)制組件ⅰ32和第二調(diào)制組件ⅱ33相同均為電調(diào)制組件或熱調(diào)制組件。

本發(fā)明的輸入波導(dǎo)、輸出波導(dǎo)之間的間距均為127μm或250μm整數(shù)倍。

下面以具體事例進(jìn)行說明。

一種可調(diào)寬譜波長不靈敏耦合器，包括：一襯底、一光波導(dǎo)材料、一第一級定向耦合結(jié)構(gòu)、一相移結(jié)構(gòu)和一第二級定向耦合結(jié)構(gòu)，所述第一級定向耦合結(jié)構(gòu)、相移結(jié)構(gòu)和第二級定向耦合結(jié)構(gòu)依次相連，由光波導(dǎo)材料制作而成，并制作在襯底上。

所述襯底選取二氧化硅材料。

所述光波導(dǎo)材料選取不同摻雜的二氧化硅材料，折射率差為0.45％，計算公式為：

其中芯層為摻鍺的二氧化硅材料，折射率為n1＝1.4515，上下包層為摻硼、磷的二氧化硅材料，折射率為n2＝1.445，波導(dǎo)彎曲半徑radius＝15mm，波導(dǎo)截面尺寸為6.5μm×6.5μm。

因弧形波導(dǎo)彎曲的存在，光場發(fā)生傾斜，在弧形波導(dǎo)與弧形波導(dǎo)、弧形波導(dǎo)與直波導(dǎo)連接處會引起額外輻射損耗。為減小器件損耗，本發(fā)明引入了位錯結(jié)構(gòu)，并對位錯結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，圖3是弧形波導(dǎo)與直波導(dǎo)連接部分示意圖，圖4是在不同位錯結(jié)構(gòu)下?lián)p耗的變化趨勢，從圖4中可以看出位錯從0逐漸增大時，損耗有一個逐漸下降的趨勢，增大到一定值時損耗增加，這主要是由于位錯過大導(dǎo)致光場偏移較大，引起損耗增大。這里選取位弧形波導(dǎo)與直波導(dǎo)位錯值s＝0.15μm，此時耦合損耗最新，弧形波導(dǎo)與弧形波導(dǎo)連接處是兩個彎曲場的位錯值為弧形波導(dǎo)與直波導(dǎo)2倍。

本事例中，第一級定向耦合結(jié)構(gòu)的耦合長度為larm1＝2420μm，定向耦合波導(dǎo)ⅰ和定向耦合波導(dǎo)ⅱ的間距為g1＝2.8μm，彎曲部分因波導(dǎo)是逐漸展寬的過程，在展開到解耦合距離之前，彎曲波導(dǎo)部分同樣存在耦合，這部分為等效耦合長度le，其中輸入為a1、a2，輸出為b1、b2，第一級定向耦合結(jié)構(gòu)1的傳輸矩陣表達(dá)式為：

其中：

t1＝cos(π(larm1+le)/2lc)

s1＝sin(π(larm1+le)/2lc)

lc＝π/(βe-βo)

βe、βo為耦合器中本征偶、奇對稱模的傳播常數(shù)。

通過第一調(diào)制組件ⅰ和第一調(diào)制組件ⅱ對耦合器區(qū)域調(diào)制，可得到不同輸出功率的定向耦合結(jié)構(gòu)。本實施例選取了1.25μm～1.65μm不同波長下采用三維束傳播法進(jìn)行模擬，圖5是耦合器模擬折射率變化時耦合器輸出功率變化，其中δn為正值代表第一熱調(diào)制結(jié)構(gòu)工作，δn為負(fù)值代表第二熱調(diào)制結(jié)構(gòu)工作。從圖5中可以看出，在1.55μm波長下，靜態(tài)時兩輸出通道分束比50％:50％，通過調(diào)節(jié)熱調(diào)制組件，折射率變化值δn＝+/-0.00025時，兩輸出通道分束比為100％:0％/0％:0％，通過熱調(diào)制，可以在波長1.25μm～1.65μm范圍內(nèi)實現(xiàn)任意分束比調(diào)節(jié)。

所述相移結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)長度為l，弧形波導(dǎo)的角度為angle，在靜態(tài)時弧形波導(dǎo)引入長度差δl為：

δl＝4·radius·angle·π/180-l

其中angle＝arcsin(l/(4·radius)，相應(yīng)的引入相移δphase為:

δphase＝(4·radius·angle·π/180-l)·n1

通過調(diào)制組件，改變弧形波導(dǎo)折射率，改變相移器引入相移大小。

其中輸入為b1、b2，輸出為c1、c2，相移結(jié)構(gòu)2的傳輸矩陣表達(dá)式為：

其中β為波導(dǎo)傳播常數(shù)。

本實施例中，所述第二級定向耦合結(jié)構(gòu)3的耦合長度為larm2＝1885μm，定向耦合波導(dǎo)ⅲ和定向耦合波導(dǎo)ⅳ的間距和一級定向耦合結(jié)構(gòu)相同為g1＝2.8μm，等效耦合長度le，其中輸入為c1、c2，輸出為d1、d2，第一級定向耦合結(jié)構(gòu)的傳輸矩陣表達(dá)式為：

其中：

t2＝cos(π(larm2+le)/2lc)

s2＝sin(π(larm2+le)/2lc)

lc＝π/(βe-βo)

βe、βo為耦合器中本征偶、奇對稱模的傳播常數(shù)。

通過上述討論可以得出可調(diào)波長不靈敏耦合器的傳輸矩陣表達(dá)式為：

通過對第一級定向耦合結(jié)構(gòu)、相移結(jié)構(gòu)和第一級定向耦合結(jié)構(gòu)分別對兩級耦合分光比和相移大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)波長不靈敏、寬譜范圍分光比調(diào)節(jié)。

在靜態(tài)時，選取第一級定向耦合結(jié)構(gòu)的耦合長度為larm1＝2420μm，第二級定向耦合結(jié)構(gòu)的耦合長度為larm2＝1885μm，相移結(jié)構(gòu)的弧形波導(dǎo)的角度為angle＝2.2649，弧形波導(dǎo)引入長度差δl＝0.7μm，其靜態(tài)輸入譜線如圖8所示，在1.25μm～1.65μm波長范圍內(nèi)，il、unif和wdl分別小于3.25db、0.35db和0.3db。其中il、unif和wdl的計算公式如下：

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。