專利名稱：一種基于波導(dǎo)陣列光柵的多路波長光功率與光頻率監(jiān)測的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及波導(dǎo)陣列光柵型波分復(fù)用/解復(fù)用器件，具體地說涉及其多路波長光功率與光頻率監(jiān)測的裝置。
背景技術(shù)：
隨著光傳輸研究的發(fā)展，波分復(fù)用技術(shù)已經(jīng)成為一種增大通信信息容量的有效手段。所謂“波分復(fù)用”是指將多個(gè)不同波長的光合到同一根波導(dǎo)或光纖中傳輸，“解復(fù)用”是將同一根波導(dǎo)或光纖中的不同波長的光按照波長分開的技術(shù)。在實(shí)際操作中常常需要對各波分復(fù)用光信號進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測的內(nèi)容主要包括光頻率和光功率。
通常由于波分復(fù)用系統(tǒng)中的激光器老化或者其它因素導(dǎo)致發(fā)射的光波長偏離標(biāo)準(zhǔn)波長，這種波長偏離不僅影響信號的傳輸質(zhì)量，同時(shí)也影響不同波長通道之間的串?dāng)_特性，所以對光波長進(jìn)行監(jiān)測是必要的。而且在波分復(fù)用系統(tǒng)中通常要用到光放大器，由于不同波長的光放大特性不一樣，所以導(dǎo)致各個(gè)波長的光功率不相同，所以需要采用光功率監(jiān)測系統(tǒng)。
為了能對多個(gè)波長的光信號同時(shí)監(jiān)測，需要采用解復(fù)用器將各個(gè)波長的光信號分開，波導(dǎo)陣列光柵(Arrayed Waveguide Grating，簡稱AWG)型波分復(fù)用/解復(fù)用(DWDM)器件具有信道間隔小、易于同其它器件集成、體積小、性能穩(wěn)定、易于批量生產(chǎn)、以及成本低的特點(diǎn)，而得到了快速的發(fā)展。
圖1所示的是一個(gè)AWG型波長解復(fù)用器的原理圖，平板波導(dǎo)2將波導(dǎo)1和波導(dǎo)陣列3連接起來，平板波導(dǎo)4將波導(dǎo)5和波導(dǎo)陣列3連接起來。波導(dǎo)1可以是1根或多根，陣列波導(dǎo)3可以有很多根，通常超過100根，輸出波導(dǎo)5一般超過兩根，根據(jù)設(shè)計(jì)要求選取。波導(dǎo)陣列中任意相鄰的兩個(gè)波導(dǎo)長度差恒定。它的波長解復(fù)用原理是一組間隔恒定的波長分別為λ1，λ2，λ3，...，λi-1，λi的光從同一根輸入波導(dǎo)中輸入，它們在波導(dǎo)2中會發(fā)散，能量會分布到各個(gè)陣列波導(dǎo)5中，由于相鄰陣列波導(dǎo)有一個(gè)固定的長度差，所以各個(gè)陣列波導(dǎo)中光在經(jīng)過陣列波導(dǎo)到達(dá)波導(dǎo)4時(shí)，相鄰陣列波導(dǎo)中的光會有一個(gè)確定的光程差，這樣在通過波導(dǎo)4以后，在波導(dǎo)4和波導(dǎo)5連接端會形成干涉圖樣，不同波長的光干涉的最強(qiáng)點(diǎn)位置不同，將輸出波導(dǎo)與平板波導(dǎo)5連接的位置設(shè)置在這些干涉最強(qiáng)點(diǎn)，這樣不同波長的光就會從不同輸出波導(dǎo)輸出，從而實(shí)現(xiàn)了解復(fù)用。反之，根據(jù)可逆性原理，如果不同波長的光從相應(yīng)的輸出波導(dǎo)輸入，在經(jīng)過AWG結(jié)構(gòu)后，會從同一根波導(dǎo)1輸出，從而也可以實(shí)現(xiàn)波長復(fù)用功能。
具體原理是，假設(shè)光入射到輸入波導(dǎo)中的中心波導(dǎo)中，可以得到光柵方程為nslabdsinθ+ng·ΔL＝mλ， (1)其中，nslab表示平板波導(dǎo)2和3的有效折射率，ng是陣列波導(dǎo)的有效折射率，ΔL是相鄰陣列波導(dǎo)的長度差，λ是入射光的波長，θ是光在3中的衍射角，m是衍射級數(shù)，為整數(shù)，而d為AWG的柵距。
式1中θ為零時(shí)波長對應(yīng)的值λ0是中心波長，其定義為λ0=ngΔLm.---(2)]]>根據(jù)表達(dá)式(1)，在中心波長附近對波長λ微分就可以得到色散公式dθdλ=m(ng-λdng/dλ)dnslabng.---(3)]]>根據(jù)表達(dá)式(3)，可以看到不同的波長的入射光會有不同的波前方向，那么在平板波導(dǎo)4上輸出圓上聚焦的位置也就不同。
從上面看出利用AWG型器件可以將同一根波導(dǎo)中的不同波長的光分開，這樣就可以對各個(gè)波長的光進(jìn)行監(jiān)測。
授權(quán)給Koga，Masafumi等人的美國專利US5617234，該專利利用AWG器件和探測器陣列設(shè)計(jì)了一種可以對多路波長光的頻率進(jìn)行同時(shí)監(jiān)測的模塊。這種方法的好處是可以對波長進(jìn)行監(jiān)測，但是不能監(jiān)測光功率。
授權(quán)給Jeong-mee Kim和Yong-hoon Kang的專利GB2346024采用的方案聲稱可以同時(shí)監(jiān)測不同波長的光功率和頻率。該方案也是使用一個(gè)AWG型解復(fù)用器和一個(gè)探測器陣列實(shí)現(xiàn)信號監(jiān)測功能。他采用的AWG型解復(fù)用器與圖1基本相同，只是沒有輸出波導(dǎo)，在輸出波導(dǎo)5與輸出平板波導(dǎo)4的連接處的位置放上了探測器陣列。利用探測器陣列探測的輸出波導(dǎo)5與輸出平板波導(dǎo)4的連接處的光強(qiáng)分布分析頻率、光強(qiáng)和光信號噪聲比。在實(shí)際的AWG設(shè)計(jì)中，頻率臨近的兩個(gè)波長的光在輸出波導(dǎo)5與輸出平板波導(dǎo)4的連接處成像的位置間隔很小，一般只有20μm左右，如果想利用輸出波導(dǎo)5與輸出平板波導(dǎo)4的連接處的光強(qiáng)分布較高精度地獲得頻率和各個(gè)波長的光強(qiáng)，要求探測器陣列中的各個(gè)探測器足夠小，這樣實(shí)現(xiàn)起來比較困難。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，而提供一種基于波導(dǎo)陣列光柵的多路波長光功率與光頻率監(jiān)測的裝置。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。
由圖2可知，本監(jiān)測模塊由下列部件組成，其連接關(guān)系是輸出波導(dǎo)5m在與平板波導(dǎo)4輸出端的連接位置與AWG波分復(fù)用器的標(biāo)準(zhǔn)波長主衍射級(m)成像位置重合；輸出波導(dǎo)5m-1在與平板波導(dǎo)4輸出端的連接位置與AWG波分復(fù)用器的標(biāo)準(zhǔn)波長次衍射級(m-1)成像位置橫向偏移一個(gè)位移ΔS；輸出波導(dǎo)5m+1在與平板波導(dǎo)4輸出端的連接位置與AWG波分復(fù)用器的標(biāo)準(zhǔn)波長次衍射級(m+1)成像位置橫向偏移一個(gè)位移-ΔS；一組對應(yīng)AWG7的主衍射級(m級)的輸出波導(dǎo)5m分別與光強(qiáng)探測器12連接，光強(qiáng)探測器12再與計(jì)算機(jī)11連接；兩組分別對應(yīng)AWG7的兩個(gè)次衍射級(m-1級、m+1級)的輸出波導(dǎo)5m-1、5m+1分別與兩組光強(qiáng)探測器12連接；其中兩組光強(qiáng)探測器12，兩組放大器8a和8b，一組除法器9，一組對數(shù)器10，計(jì)算機(jī)11依次對應(yīng)連接；或者兩組光強(qiáng)探測器12直接與計(jì)算機(jī)11連接。
本監(jiān)測模塊工作過程如下光波長分別為λ1，λ2，...，λn-1，λn的各路光從波導(dǎo)1輸入到AWG器件7，通過AWG器件7后每個(gè)波長的光都有m、m-1和m+1級三個(gè)像，其中各個(gè)波長m級的像按波長從輸出波導(dǎo)5輸出到光強(qiáng)探測器陣列12；而各個(gè)波長m-1級和m+1級的像則按波長分別從輸出波導(dǎo)5m-1和5m+1分別輸出到光強(qiáng)探測器陣列12。以上的通過光強(qiáng)探測器陣列12的光轉(zhuǎn)換為電信號，這些電信號再通過不同的放大電路8。由同一個(gè)波長的在m-1和m+1級像的光轉(zhuǎn)換的電信號輸入到除法器電路9進(jìn)行信號的除法處理，對同一個(gè)波長光信號的m-1和m+1級的像轉(zhuǎn)換的電信號做除法運(yùn)算，通過除法運(yùn)算的電信號再通過對數(shù)運(yùn)算電路10進(jìn)行對數(shù)運(yùn)算。經(jīng)過對數(shù)運(yùn)算的信號和從探測器陣列12輸出的信號都輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。這樣就可以實(shí)現(xiàn)對不同波長信號的頻率和光強(qiáng)進(jìn)行監(jiān)測的目的。
由圖3可知，本AWG器件結(jié)構(gòu)由下列部件組成至少有一根輸入波導(dǎo)1，一個(gè)輸入平板波導(dǎo)2，一個(gè)具有會聚作用的輸出平板波導(dǎo)4，一個(gè)連接輸入平板波導(dǎo)2的輸出端和輸出平板波導(dǎo)4的輸入端相鄰波導(dǎo)長度差恒定的波導(dǎo)陣列3，三組輸出波導(dǎo)5m、6m-1、6m+1，該三組輸出波導(dǎo)與輸出平板波導(dǎo)4連接。
其中1是與圖1中相同的輸入波導(dǎo)1；2和4是與圖1中相同的平板波導(dǎo)2和4；3是與圖1中相同的一組陣列波導(dǎo)3；5m-1是輸出m-1級各個(gè)波長像的波導(dǎo)；5m+1是輸出m+1級各個(gè)波長像的波導(dǎo)；5m是輸出m級各個(gè)波長像的波導(dǎo)。
上述部件從左至右依次連接輸入波導(dǎo)1，平板波導(dǎo)2，陣列波導(dǎo)3，平板波導(dǎo)4，輸出波導(dǎo)5m-1、5m、5m+1。
下面對上述監(jiān)測模塊的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)一步說明。
A、功率監(jiān)測在本AWG的設(shè)計(jì)中，輸入波導(dǎo)1是單模波導(dǎo)，而輸出波導(dǎo)5m的設(shè)計(jì)可以是單模的，也可以是其它形狀。如果輸出波導(dǎo)5m為單模的，那么輸出譜特性為高斯型。本實(shí)用新型也可以采用其它形狀的輸出波導(dǎo)5m以實(shí)現(xiàn)其具有平坦光譜響應(yīng)的輸出特性，為實(shí)現(xiàn)輸出光譜是平坦的方法有很多種，如輸出波導(dǎo)5m采用比較寬的多模輸出波導(dǎo)或在輸出波導(dǎo)5m與平板波導(dǎo)4之間加入一個(gè)多模干涉結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型采用了另外一種方法實(shí)現(xiàn)輸出光譜響應(yīng)的平坦性，即在單模輸出波導(dǎo)5m與平板波導(dǎo)4之間加入一個(gè)梯形耦合器13，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。這種結(jié)構(gòu)可以獲得很寬的1dB通帶帶寬。梯形耦合器13的具體結(jié)構(gòu)如圖5所示。
由圖5可知，梯形耦合器13由居于兩側(cè)的兩個(gè)梯形波導(dǎo)14和居于中間的一個(gè)梯形波導(dǎo)15組成，梯形波導(dǎo)14與梯形波導(dǎo)15之間留有間隙；梯形波導(dǎo)15的大小兩端分別連接輸出波導(dǎo)5m和平板波導(dǎo)4，梯形波導(dǎo)14的大端與平板波導(dǎo)4連接。
梯形耦合器13的設(shè)計(jì)要求，當(dāng)光波從波導(dǎo)5m輸入，在耦合器13與平板波導(dǎo)4的連接端輸出時(shí)，輸出的光強(qiáng)度具有雙峰結(jié)構(gòu)；在耦合器13與平板波導(dǎo)4的連接端，不同波長的光成像的位置不同，而且這些像的場成高斯型。不同波長的像與這種雙峰結(jié)構(gòu)的場重疊積分將會出現(xiàn)平坦的光譜響應(yīng)。將輸出光譜響應(yīng)設(shè)計(jì)為平坦型的目的是在較寬的波長范圍內(nèi)，它們的插入損耗都是一樣的，這樣就可以在較寬的波長范圍內(nèi)進(jìn)行光功率監(jiān)測。用梯形耦合器13波導(dǎo)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)光譜響應(yīng)的平坦性有幾個(gè)好處第一，在各種耦合器件中梯形耦合器對波長不敏感，也就是說，在很大的一個(gè)波長范圍內(nèi)，梯形耦合器13的輸出場型可以保持不變，這樣可以保證設(shè)計(jì)的AWG各個(gè)輸出波導(dǎo)中光譜響應(yīng)具有相同的帶寬；第二，設(shè)計(jì)的光譜響應(yīng)的帶寬比較寬。
B、頻率監(jiān)測輸出波導(dǎo)5m-1和5m+1都是單模波導(dǎo)，所以它們輸出光譜響應(yīng)都是高斯型，不同波長的光除了在波導(dǎo)5m中成像(m級)，同時(shí)還會在波導(dǎo)5m-1(m-1級)和波導(dǎo)5m+1(m+1級)成像，不同波長光耦合同一個(gè)輸出波導(dǎo)5m-1或5m+1中的光強(qiáng)(也被稱作傳輸函數(shù))為H(v)=ηiexp[-4ln2·(v-viΔv)2],---(4)]]>其中i是輸出波導(dǎo)的序號，ηi是衰減常數(shù)，v是光波的頻率，Vi是該通道的中心頻率，Δv是通道傳輸譜的半寬度，為常數(shù)。本設(shè)計(jì)的輸出波導(dǎo)5m-1中的各個(gè)通道中心頻率與波導(dǎo)5中相應(yīng)通道中心頻率相差ΔV0；而輸出波導(dǎo)5m+1中的各個(gè)通道中心頻率與輸出波導(dǎo)5中相應(yīng)通道中心頻率相差-ΔV0。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，在設(shè)計(jì)輸出波導(dǎo)位置時(shí)，輸出波導(dǎo)5m的位置選擇在標(biāo)準(zhǔn)波長(是ITU-T波長)的m級像的位置，而輸出波導(dǎo)5m-1的位置則與相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)波長(是ITU-T波長)的m-1級像的位置之間有一個(gè)偏移ΔS，而而輸出波導(dǎo)5m+1的位置則與相應(yīng)準(zhǔn)波長(是ITU-T波長)的m+1級像的位置之間有一個(gè)偏移-ΔS，輸出波導(dǎo)位置的設(shè)計(jì)安排如圖6所示。
這樣波導(dǎo)5m-1和波導(dǎo)5m+1中的傳輸函數(shù)分別為H6a(v)=ηiexp[-4ln2(v-vi-Δv0Δv)2],---(5a)]]>H6b(v)=ηiexp[-4ln2(v-vi+Δv0Δv)2].---(5b)]]>對它們進(jìn)行除法和對數(shù)運(yùn)算有P=lnH6a(v)H6b(v)=-4ln2·(v-vi-Δv0Δv)2+4ln2·(v-vi-Δv0Δv)2]]>≈8ln2×(Δv0Δv)δvΔv,---(6)]]>其中δv是傳播的光波的實(shí)際頻率與標(biāo)準(zhǔn)頻率的偏差。如(6)式中所描述的，信號P與波導(dǎo)5m-1和波導(dǎo)5m+1中的光強(qiáng)大小無關(guān)，也就是說如果輸入的光波有變化也不會影響信號P的大小。而且信號P幾乎與δv成正比，這樣就可以根據(jù)測得的信號P的大小來監(jiān)測光波的實(shí)際頻率與標(biāo)準(zhǔn)頻率的偏差大小。
實(shí)際的設(shè)計(jì)如圖2所示，波導(dǎo)5m-1和5m+1分別與探測器陣列耦合，波導(dǎo)5m-1中的各個(gè)通道中的光在經(jīng)過相應(yīng)探測器之后轉(zhuǎn)換為電信號，波導(dǎo)5m+1中的各個(gè)通道中的光在經(jīng)過相應(yīng)探測器之后轉(zhuǎn)換為電信號，波導(dǎo)5m-1和5m+1中由相同波長光信號轉(zhuǎn)換的電信號在經(jīng)過放大電路8a和8b之后輸出到同一個(gè)除法電路9進(jìn)行除法運(yùn)算，經(jīng)過除法運(yùn)算的信號再經(jīng)過對數(shù)電路10進(jìn)行對數(shù)運(yùn)算，這樣就可以得到信號P，根據(jù)P值的大小就可以判斷該光頻率偏離標(biāo)準(zhǔn)頻率的大小。將信號P輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理就可以進(jìn)行相應(yīng)的控制。由其它波長光信號轉(zhuǎn)換的電信號也經(jīng)過同樣的處理之后就可以監(jiān)測這些波長偏離標(biāo)準(zhǔn)波長的大小。
設(shè)計(jì)中采用放大電路8a和8b的目的是為了保證當(dāng)輸入光波長為標(biāo)準(zhǔn)波長時(shí)輸出的信號P為零。因?yàn)樵O(shè)計(jì)或者工藝的原因會導(dǎo)致波導(dǎo)5m-1和5m+1中的損耗常數(shù)ηi不相等，調(diào)節(jié)放大電路8a和8b的放大系數(shù)就可以達(dá)到調(diào)節(jié)波導(dǎo)5m-1和5m+1中的損耗常數(shù)ηi的目的，使得它們相等，從而實(shí)現(xiàn)當(dāng)輸入光波長為標(biāo)準(zhǔn)波長時(shí)輸出的信號P為零的目的。
當(dāng)然，在設(shè)計(jì)這種光功率光頻率同時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)時(shí)，可以在輸入信號中耦合進(jìn)一個(gè)參考光頻率，這個(gè)參考光的頻率是穩(wěn)定的。通過監(jiān)測與這個(gè)參考光頻率對應(yīng)的輸出信號P就可以監(jiān)測AWG本身工作狀態(tài)，如果此時(shí)與這個(gè)參考光頻率對應(yīng)的輸出信號P偏離了零，那么通過測得的偏離量對AWG進(jìn)行溫度控制，調(diào)節(jié)AWG的溫度使得與這個(gè)參考光頻率對應(yīng)的輸出信號P回到零，這樣可以保證AWG處于正常工作狀態(tài)。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果①可以同時(shí)監(jiān)測不同波長光的頻率和光強(qiáng)。
②實(shí)現(xiàn)起來比較簡單，而且適合于集成。
③本監(jiān)測模塊集成度高，工藝技術(shù)成熟，體積小，性能可靠。


圖1-AWG型波分解復(fù)用工作原理圖；圖2-本實(shí)用新型監(jiān)測模塊框圖；圖3-用于本實(shí)用新型的AWG波分復(fù)用器；圖4-與本實(shí)用新型的AWG波分復(fù)用器主衍射級對應(yīng)的輸出通道結(jié)構(gòu)圖；圖5-單個(gè)與本實(shí)用新型的AWG波分復(fù)用器主衍射級對應(yīng)的輸出通道結(jié)構(gòu)圖；其中1-輸入波導(dǎo)，用來傳播輸入光；2-平板波導(dǎo)，光在其中可以自由傳播，具有光發(fā)散的作用；3-陣列波導(dǎo)，即由許多波導(dǎo)并排排列組成的陣列波導(dǎo)；4-平板波導(dǎo)，光在其中可以自由傳播，具有光發(fā)散的作用；5-輸出波導(dǎo)，即AWG波分復(fù)用器的并排排列的輸出波導(dǎo)；5m-一些與AWG波分復(fù)用器主衍射級m對應(yīng)的并排排列的輸出波導(dǎo)；5m-1-一些與AWG波分復(fù)用器次衍射級m-1對應(yīng)的并排排列的輸出波導(dǎo)；5m+1-一些與AWG波分復(fù)用器次衍射級m+1對應(yīng)的并排排列的輸出波導(dǎo)；7-AWG器件；8a-放大電路，公知器件；
8b-放大電路，公知器件；9-除法器，公知器件；10-對數(shù)器，公知器件；11-計(jì)算機(jī)，本實(shí)施例選用PC；12-光強(qiáng)探測器，本實(shí)施例選用光電二極管；13-梯形耦合器；14-梯形波導(dǎo)，居于梯形耦合器的兩側(cè)；15-梯形波導(dǎo)，居于梯形耦合器的中間。
圖6-與AWG波分復(fù)用器各個(gè)衍射級對應(yīng)的輸出波導(dǎo)位置示意圖；圖7-具有除法和對數(shù)運(yùn)算的電路原理圖，其中U1、U2-輸入信號，U3-輸出信號，G-三極管，R-電阻，F(xiàn)-集成放大器，C1、C2、C3-常數(shù)。
具體實(shí)施方式
圖2表示的僅僅是一個(gè)原理圖，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，不一定采用圖2所示先除法后對數(shù)的電路系統(tǒng)，只要能完成式(6)式表示的除法和對數(shù)運(yùn)算即可，在實(shí)施例中采用先對各個(gè)信號進(jìn)行對數(shù)運(yùn)算，然后對運(yùn)算后的相應(yīng)信號進(jìn)行差動求和的電路，如圖7所示。
在實(shí)際的設(shè)計(jì)中信號的除法和對數(shù)運(yùn)算也可以采用軟件完成。也就是說將放大電路8a和8b輸出的信號直接輸入計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)的軟件程序進(jìn)行除法和對數(shù)運(yùn)算，當(dāng)然這樣在處理速度上比硬件(除法和對數(shù)運(yùn)算電路)要慢。
綜合以上設(shè)計(jì)便構(gòu)成了圖2所表示的光功率光頻率同時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)。這種設(shè)計(jì)有效地利用了AWG型波分復(fù)用器的m，m-1，m+1級的光信號，而且可以實(shí)現(xiàn)集成，這樣可以大大降低光性能監(jiān)測模塊的體積和成本。
作為實(shí)施例，在本設(shè)計(jì)中，梯形耦合器13采用芯層折射率與覆層折射率差為0.75％；波導(dǎo)截面尺寸為6×6μm2；梯形波導(dǎo)15小端的寬度為3μm；梯形波導(dǎo)14與梯形波導(dǎo)15之間的間隙為2μm；
梯形波導(dǎo)14大端的寬度為5μm，小端的寬度為2μm；梯形波導(dǎo)15和梯形波導(dǎo)14的長度都為800μm。
當(dāng)然，上述參數(shù)只是一個(gè)實(shí)施例，本專業(yè)的技術(shù)人員可以容易地根據(jù)本實(shí)用新型專利的精神選取其它參數(shù)。
權(quán)利要求1.一種基于波導(dǎo)陣列光柵的多路波長光功率與光頻率監(jiān)測的裝置，包括AWG波分復(fù)用器(7)，AWG波分復(fù)用器(7)至少有一根輸入波導(dǎo)(1)，一個(gè)輸入平板波導(dǎo)(2)，一個(gè)具有會聚作用的輸出平板波導(dǎo)(4)，一個(gè)連接輸入平板波導(dǎo)(2)的輸出端和輸出平板波導(dǎo)(4)的輸入端且相鄰波導(dǎo)長度差恒定的波導(dǎo)陣列(3)，三組輸出波導(dǎo)(5m)、(5m-1)、(5m+1)，該三組輸出波導(dǎo)與輸出平板波導(dǎo)(4)連接；其特征在于由下列部件組成，其連接關(guān)系是輸出波導(dǎo)(5m)在與平板波導(dǎo)(4)輸出端的連接位置與AWG波分復(fù)用器的標(biāo)準(zhǔn)波長主衍射級(m級)成像位置重合；輸出波導(dǎo)(5m-1)在與平板波導(dǎo)(4)輸出端的連接位置與AWG波分復(fù)用器的標(biāo)準(zhǔn)波長次衍射級(m-1)成像位置橫向偏移一個(gè)位移ΔS；輸出波導(dǎo)(5m+1)在與平板波導(dǎo)(4)輸出端的連接位置與AWG波分復(fù)用器的標(biāo)準(zhǔn)波長次衍射級(m+1)成像位置橫向偏移一個(gè)位移-ΔS；一組對應(yīng)AWG7的主衍射級(m級)的輸出波導(dǎo)(5m)分別與光強(qiáng)探測器(12)連接，光強(qiáng)探測器(12)再與計(jì)算機(jī)(11)連接；兩組分別對應(yīng)AWG7的兩個(gè)次衍射級(m-1級、m+1級)的輸出波導(dǎo)(5m-1)、(5m+1)分別與兩組光強(qiáng)探測器(12)連接；其中兩組光強(qiáng)探測器(12)，兩組放大器(8a)和(8b)，一組除法器(9)，一組對數(shù)器(10)，計(jì)算機(jī)(11)依次對應(yīng)連接；或者兩組光強(qiáng)探測器(12)直接與計(jì)算機(jī)(11)連接。
2.按權(quán)利1所述的一種基于波導(dǎo)陣列光柵的多路波長光功率與光頻率監(jiān)測的裝置，其特征在于在單模輸出波導(dǎo)(5m)與平板波導(dǎo)(4)之間或加入一個(gè)具有得到平坦光譜響應(yīng)的功能的梯形耦合器(13)時(shí)，梯形耦合器(13)由居于兩側(cè)的兩個(gè)梯形波導(dǎo)(14)和居于中間的一個(gè)梯形波導(dǎo)(15)組成，梯形波導(dǎo)(14)與梯形波導(dǎo)(15)之間留有間隙；梯形波導(dǎo)(15)的大小兩端分別連接輸出波導(dǎo)(5)和平板波導(dǎo)(4)，梯形波導(dǎo)(14)的大端與平板波導(dǎo)(4)連接。
3.按權(quán)利1所述的一種基于波導(dǎo)陣列光柵的多路波長光功率與光頻率監(jiān)測的裝置，其特征在于直接將單模輸出波導(dǎo)(5m)與平板波導(dǎo)(4)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于波導(dǎo)陣列光柵的多路波長光功率與光頻率監(jiān)測的裝置，涉及波導(dǎo)陣列光柵型波分復(fù)用/解復(fù)用器件。本實(shí)用新型是通過監(jiān)測AWG型波分復(fù)用器的主衍射級(m級)的光強(qiáng)同時(shí)監(jiān)測多路波長的光功率大小，同時(shí)監(jiān)測AWG型波分復(fù)用器的兩個(gè)次衍射級(m－1級和m+1級)的光強(qiáng)監(jiān)測多路波長的光頻率大小，從而實(shí)現(xiàn)同時(shí)監(jiān)測光功率和光頻率的目的。本實(shí)用新型由AWG波分復(fù)用器、梯形耦合器、光強(qiáng)探測器、放大器、除法器、對數(shù)器、計(jì)算機(jī)組成。本實(shí)用新型可以同時(shí)監(jiān)測多路波長光功率與光頻率，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，適合于集成，性能可靠。
文檔編號H04B10/08GK2583887SQ0228452
公開日2003年10月29日 申請日期2002年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月5日
發(fā)明者王文敏, 許遠(yuǎn)忠, 馬衛(wèi)東, 楊濤, 陳 光 申請人:武漢光迅科技有限責(zé)任公司