CN107735707B - 用于调谐光学信号的光学装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种光学装置，可耦合至波导以从该波导接收光学信号。该光学装置通常具有至少两个衍射光栅装置，这些衍射光栅装置彼此光耦合并具有相应的光谱响应。这些衍射光栅装置中的至少一个衍射光栅装置的光谱响应为可调谐的，以调整所述至少两个衍射光栅装置的光谱响应之间的重叠量。

Description

用于调谐光学信号的光学装置和方法
技术领域
本发明涉及波分复用光学通信领域，并且在特定实施例中，涉及用于可调谐光学滤波和切换功能的装置和方法。
背景技术
光学滤波器是诸如波分复用(WDM)、信号处理和动态带宽分配等光学通信应用的关键部件。这些关键装置目前在集成光子***中，尤其是在绝缘硅(SOI)晶片上实现与衍射光栅光谱仪等传统分立光学部件相同的功能是令人满意的。硅光子技术允许互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容低成本、高产出和大规模片上集成的批量制造。
未来应用例如超级信道技术的大容量传输***将需要超过几百千兆赫的动态信道带宽分配。然而，大型带宽可调谐性目前仅限于庞大的台式***。现有的使用例如微环谐振器和马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的集成可调谐滤波器具有相对较小的可调谐带宽(小于200GHz)。此外，它们的自由光谱范围(FSR)很小，通常小于10nm。因此始终存在改进空间。
发明内容
布拉格光栅是一类在光学波导结构中具有周期电介质微扰的波长选择性衍射光栅装置。它们也被称为一维光子晶体。它们的带宽可以在宽波长范围内轻松定制。已经在光纤以及平面波导中提出并实现了各种布拉格光栅装置，包括单个波导中的反射布拉格光栅和具有分插操作的光栅辅助耦合器结构。特别地，小型化的光栅辅助反向耦合器(反DC)已经被开发出来，用于诸如分插滤波器、交换器和可调谐延迟线等各种功能。使用这些具有固定带宽的布拉格光栅装置的级联结构也是可能的。此外，已经在用于WDM光学通信网络的SOI晶片上提供了诸如带通光学滤波器和波分复用器/解复用器的集成布拉格光栅装置。
然而，单独采用的这些设备具有固定的光学带宽，因此不能用于未来灵活的WDM光学网络。
根据一个方面，提供了一种可耦合至波导以从波导接收光学信号的光学装置，该光学装置包括至少两个彼此光耦合并具有相应的光谱响应的衍射光栅装置，所述衍射光栅装置中的至少一个衍射光栅装的光谱响应为可调谐的，以调整(例如，改变、维持)至少两个衍射光栅装置的光谱响应之间的重叠量。
根据另一方面，提供了一种光学装置，包括：具有第一光谱响应的第一衍射光栅装置，第一衍射光栅装置可耦合至承载光学信号的波导，并且能够执行从光学信号中提取中间信号的操作，该中间信号具有对应于第一光谱响应的中间光谱；具有第二光谱响应的第二衍射光栅装置，第二衍射光栅装置耦合至第一衍射光栅装置以接收中间光学信号，并且能够执行从中间光学信号提取输出光学信号的操作，该输出光学信号具有对应于中间光谱和第二衍射光栅装置的第二光谱响应的重叠区域的输出光谱，第一光谱响应和第二光谱响应中的至少一个光谱响应可调谐以改变至少两个衍射光栅装置的光谱响应之间的重叠量。
根据另一方面，提供了一种用于调谐承载在波导上的光学信号的方法，该波导被光学耦合至光学装置用于接收光学信号，该光学装置包括至少两个彼此耦合的并具有相应光谱响应的衍射光栅装置，该方法包括以下步骤：调谐所述衍射光栅装置中的至少一个衍射光栅装置的光谱响应，以调整至少两个衍射光栅装置的光谱响应之间的重叠量。
根据另一方面，公开了一种光学装置，其包括至少两个级联的布拉格光栅光学滤波器，该级联的布拉格光栅光学滤波器的带宽可以通过补偿其中一个所述级联布拉格光栅光学滤波器的对应布拉格波长而被调谐。通过基于相应的光谱位置调谐所述布拉格光栅光学滤波器的布拉格波长，允许改变和/或迁移光学装置的带宽。
对于本领域技术人员而言，在阅读本发明之后，本发明的许多其他特征及其组合将会是显而易见的。
附图说明
在附图中，
图1是根据实施例的用于调整光学信号的光学装置的示意图；
图2A展示了根据实施例的相关衍射光栅装置的两个光谱响应之间的重叠量的曲线图；
图2B展示了根据实施例的相关衍射光栅装置的两个光谱响应之间的重叠量的曲线图；
图2C展示了根据实施例的相关衍射光栅装置的两个光谱响应之间的重叠量从第一光谱位置变化到第二光谱位置的曲线图；
图3A是光学通信网络的标准国际电信联盟(ITU)固定网格的示意图；
图3B是根据实施例的光学通信网络的灵活网格的示意图；
图4是展示根据实施例的用于调谐光学信号的光学装置的示例性应用的示意图；
图5是展示根据实施例的用于调谐光学信号的光学装置的第一实例的示意图；
图6是根据实施例的用于调谐光学信号的光学装置的衍射光栅装置的横向剖视图；
图7A是描绘根据实施例的用于调谐光学信号的光学装置的输出光谱的光谱图；
图7B是描绘根据实施例的与光学装置相关联的输出光谱的光谱图，该光学装置用于调谐光学信号，该光学信号与第一衍射光栅装置和第二衍射光栅装置的光谱响应之间具有不同的重叠量；
图7C是描绘根据实施例的与光学装置相关联的输出光谱的光谱图，该光学装置用于调谐光学信号，对于第一衍射光栅装置和第二衍射光栅装置的共同的光谱响应的不同光谱位置，该光学信号与第一衍射光栅和第二衍射光栅的光谱响应之间具有相同的重叠量；
图8是根据实施例的用于调谐光学信号的光学装置的衍射光栅装置的横向剖视图；
图9是根据实施例的用于调谐光学信号的光学装置的第二实例的示意图；
图10是根据实施例的用于调谐光学信号的光学装置的第三实例的示意图；
图11是根据实施例的用于调整光学信号的光学装置的第四示例的示意图；
图12是根据实施例的用于调整光学信号的光学装置的第五示例的示意图；
图13是根据实施例的用于调整光学信号的光学装置的第六示例的示意图。
这些附图描绘了用于说明性目的的示例性实施例，并且可以对这些示例性实施例进行变化，替代配置、替代部件和修改。
具体实施方式
图1大致描绘了根据实施例的用于调谐光学信号12的光学装置10。如图所示，光学装置10可耦合至波导14以接收光学信号12，光学装置10将从光学信号12提取输出光学信号16。
光学装置10具有至少两个衍射光栅装置。所示的实例具有两个衍射光栅装置，这里被称为第一衍射光栅装置18和第二衍射光栅装置20。第一衍射光栅装置18和第二衍射光栅装置20彼此光学耦合，使接收到的光学信号12可以依次地被第一衍射光栅装置18和第二衍射光栅装置20过滤。所接收的光学信号12通常具有宽光谱，例如在22处所展示的。如图所示，第一衍射光栅装置18和第二衍射光栅装置20具有如24和26处所示的相应的第一光谱响应和第二光谱响应，使得在沿着第一衍射光栅装置18传播之后，产生的光学信号具有中间光谱19，并且在沿着第二衍射光栅装置20传播之后，输出光学信号具有输出光谱28。如在28处所示，输出光谱28对应于两个衍射光栅装置18、20的光谱响应之间的重叠量。在本说明书中，为了便于参考和为了简单起见，将采用光学装置10从输入光学信号获得输出信号的处理过程称为提取。应当理解，从输入光学信号提取输出光学信号也可以被称为过滤、下降或在本领域中使用的其他合适表达。
图2A-图2B展示了只有其中一个衍射光栅装置具有可调谐的光谱响应的示例。通过下面的说明将可以理解的是，可以允许调整(例如，改变、维持)输出光谱的带宽。如图2C所示的另一示例将要说明的，两个衍射光栅装置都是可调谐的替代方案不仅可以调整输出光谱的带宽，而且可以调整输出光谱的光谱位置(即参考波长、参考频率)以增加光学装置10的多功能性。换句话说，根据对光谱响应24、26的调谐，输出光谱可以被光谱转换。
如图2A所示，在这个实施例中，第二光谱响应26被调谐以基本上对应于固定(即不可调谐)的第一光谱响应24。因此，由于重叠量类似于第一光谱响应24和第二光谱响应24中的任何一个，所以输出光谱28基本上对应于第一光谱响应24或第二光谱响应24中的任何一个。
如图2B所示，第二光谱响应26与第一光谱响应24失谐。换句话说，第二光谱响应26的中心波长λB从所述第一光谱响应24的中心波长λA移离，从而产生更小的重叠量30。因此，由于输出光谱28对应于较小的重叠量30，所以输出光谱28比第一光谱响应24和第二光谱响应26的光谱窄。
如图2C所示，第一光谱响应24和第二光谱响应26都被调谐以调整衍射光栅装置18,20的共同光谱响应的光谱位置。换句话说，第一光谱响应24和第二光谱响应26都被调谐以将重叠量30的中心波长从第一中心波长λC调整到第二中心波长λD。通过这样做，可以相应地调整输出光谱28的光谱位置。
在一个实施例中，可以同时调整两个衍射光栅的光谱响应，以改变衍射光栅装置的共同光谱响应的中心光谱位置。在另一个实施例中，可以使两个衍射光栅装置的光谱响应之间的重叠量最大化以使共同光谱响应的衰减(例如，陡度)最大化。
图3A展示了给定的光学通信网络的标准国际电信联盟(ITU)固定网格的示意图。在这个给定的光学通信网络中，由于集成在给定的光学通信网络中的固定滤波器(未图示)，固定网格的信道具有固定带宽Δλ。在某些情况下，一些信道被使用而一些信道未被使用，这导致了空信道32和未使用带宽。这些固定滤波器缺乏可调谐性，因此使得光学通信网络在将空信道32的未使用带宽适当地分配给需要这个未使用带宽来使通信网络更加高效的过载信道时效率低下。
图3B是根据实施例的光学通信网络的灵活网格的示意图。这里描述的光学装置10可用于调整接收到的光学信号的带宽。实际上，光学装置10可以方便地集成在光通信网络中，以便当仅有一个衍射光栅装置是可调谐的时候，提供带宽可调性，以及当至少两个衍射光栅装置是可调谐的时候，提供光谱位置可调性。在其他实施例中，光学装置10体现为光学滤波器、光复用器、光解复用器、2比1开关等光学开关，和通常提供带宽可调谐性，可选地，提供光谱位置可调谐性的其他光学装置。
图4是展示光学装置10在光学通信网络中的示例性应用的示意图。在本申请中，光学装置10用在灵活解复用器(De-Mux)中。灵活解复用器用于例如，根据给定时间内在光学通信网络中传送的通信量将光学信道彼此分离。在该应用中，光学装置10还用在灵活复用器(MUX)中。灵活复用器用于例如，在将分离的光学信道发送至给定客户端之前进一步过滤分离的光学信道。
在一个实施例中，光学装置10体现为光子管芯，光子管芯通常使用诸如绝缘硅(SOI)晶片的光子晶片制造，但是也可以使用其他类型的光子晶片，例如磷化铟(InP)或玻璃晶片。光子管芯可以接收光学装置10以及用于提供光子集成电路(PIC)的其他光学装置。在本实施例中，光子管芯中的PIC波导中(即SOI晶片中的硅带)引导，优选地强制地引导，在光学装置10的衍射光栅装置中传播的光学信号被引导，这使得光谱响应能够适用于当前的和下一代的光学通信网络。可以预期的是，可以使用互补金属氧化物半导体(CMOS)制造工艺来制造光学装置10，该制造工艺允许在单个SOI晶片上进行大量的光学装置10的生产。有利的是，光学装置10将光学信号限制在PIC波导内，这避免了自由空间滤波器存在的缺点。光子装置10可以在制造过程中直接与PIC集成，或者可以可选地被连接至并光学耦合至单独的PIC。
如在下面提供的示例中部分地展示的那样，可以使用不同类型的衍射光栅和对所选衍射光栅的中心波长的不同调整方法来实现***。例如，***可以在不同的应用中使用，并且通过选择适当的配置来适应于这样的应用。实际上，以下示例显示了以布拉格光栅装置的形式实现的衍射光栅装置，已经知道布拉格光栅装置能够反射对应其光谱响应的反射信号。然而，在其他实施例中，可以使用其他类型的衍射光栅装置，例如强导向透射光栅装置。
实施例1
图5是展示在SIO晶片上实施的根据实施例的带宽可调谐光学带通滤波器10的示意图。带宽可调谐光学带通滤波器10具有一对级联的反向耦合器(反DC)101、102。每个反DC包括两个衍射光栅装置，该衍射光栅装置是通过之间具有小的间隙的硅布拉格波导103、104实现的。在本实施例中，硅布拉格波导103、104位于隐埋氧化物(BOX)层的顶部，并由二氧化硅(SiO2)制成的包覆层包覆。布拉格光栅壁105通过硅波导(广义上称为PIC波导)103和104的波纹化侧壁形成。在布拉格光栅壁105的协助下，每个耦合器(101和102)都作为具有置于确定的波长的中心的光谱通带的分插滤波器来执行。第一反DC的输入端口106用作带宽可调谐光学带通滤波器10的输入端口。第一反DC的下降端口107通过波导109连接至第二反DC的输入端口108。第一反DC的通过端口110被用作带宽可调谐光学带通滤波器10的通过端口。输出光学信号在第二反DC的下降端口111输出。由第一反DC而不是由第二反DC引起的波长下降从第二反DC的通过端口输出，作为剩余光。两个反DC 113和114的增加端口逐渐缩小到制造中允许的最小特征尺寸以抑制可能的光学反馈。例如，在本实施例中，第一布拉格光栅103和第二布拉格光栅装置104的光谱响应由对应的加热器115调谐，以便扩张/收缩布拉格光栅装置103、104，布拉格光栅装置103、104通常为了调谐的目的而调整其对应的布拉格波长。例如，光谱位置变化的示例性系数可以是0.08nm/度开尔文，即光谱频率偏移约为10nm，通过加热器115加热约125度开尔文。在一个实施例中，例如，所得光学设备10的带宽可以大于800GHz，更优选为大于1THz，而光谱位置可以从117GHz调谐到800GHz，更优选为从10GHz调谐到1THz。
图6展示了布拉格光栅装置103、104的横向剖视图。在该具体实施例中，通过操作加热器115来调谐布拉格光栅装置103、104，加热器115设置在光子晶片62的包覆层60的上方。在另一个实施例中，BOX层64可以全部或部分地凹入布拉格光栅装置103、104之下，例如夹在布拉格光栅装置和硅晶片或其他基板之间，以为布拉格光栅装置103、104提供热绝缘，这样反过来可以降低光学装置10的能量需求。在其他实施例中，可以省略BOX层下面的硅晶片或其他基板。
反DC的中心波长由相位匹配条件确定：λc＝Λ(n1+n2)，其中λ其是反向耦合的中心波长(即布拉格波长)，Λ是光栅栅距，n1和n2是耦合器中一阶和二阶固有模式的有效指数。改变通过微型加热器115的电流可以改变微型加热器下的硅波导的温度，从而改变反DC的中心波长。来自下降端口111的输出信号由两个反DC的传递函数的乘积确定。仅在两个反DC通带内的波长被选择作为下降端口111的输出。当级联反DC的中心波长对齐时，带宽最大，并且通过失调级联反DC的中心波长能够减低带宽。如上所述，通过使两个反DC中的至少一个失谐来获得带宽的可调谐性。在固定带宽下，通过以类似的方式调谐反DC来实现下降端口111输出光谱的中心波长的调谐。
图7A-C展示了与图5所示的光学装置10相关联的实验结果。例如，使用具有电子束光刻技术的CMOS兼容技术制造光学装置10。在测量中光纤耦合器被用作为光学输入/输出(IO)。图7A展示了测量出的级联反DC滤波器的下降端口响应。使用在同一芯片上的一对直接连接的光纤光栅耦合器的响应来对测量进行归一化。在本实施例中，光学装置10在通带和本底噪声之间表现出高于40dB的高旁瓣抑制比(SLSR)和约55dB的对比度。实验表明，在超过5.8nm(733GHz)的1-dB通带内***损耗小于0.5dB，具有小于0.3dB的可接受的波纹。例如，边缘衰减率为左侧19dB/nm，右侧24dB/nm。
如图7B所示，在其中一个反DC上温度升高，同时将温度保持在另一个恒定值，因此两个反DC的中心波长不对齐，导致两个反DC之间的重叠量更小，因此在下降端口111中具有更窄的通带。由于该波长失谐，阻带边缘仅由第一光谱响应24和第二光谱响应26中的一个来决定。因此，对于小带宽，旁瓣抑制降低，但可以超过15dB。随着片上温度增加70度，实验观察到3-dB带宽从788GHz下降到117GHz(即，超过670GHz或5.4nm)的连续调谐。在这种情况下测量到的最小带宽受限于实验中提供的最大功率。如果使用更强大的加热器，则低于50GHz的更小带宽应该是可行的。
通过在两个反DC上应用相同的温度变化，可以调整中心波长而不影响滤波器形状。如图7C所示，当通过改变片上温度使中心波长连续变化超过4nm时，滤波器形状保持锐利的边缘。实际上，级联反DC之间的轻微失谐可用于补偿由于制造误差引起的带边缘失真，得到更加对称的滤波器形状。
衍射光栅装置18、20的光谱响应24和26的调谐不限于使用加热器115，而是可以包含其他合适的调谐机构。实际上，图8展示了包括其他种类的调谐机构的光学装置10的横向剖视图。如图所示，两个衍射光栅装置被实施在诸如p-i-n结的电学结80中，该p-i-n结可以允许通过改变提供给电学结80的电极82的电流来调整光谱响应24、26。该调谐机构可以实现高于上述加热器115的可调谐速度。例如，如图8所示，反DC中的两个硅波导301和302具有脊型波导结构。布拉格光栅壁303形成在侧壁和两个波导之间的波导板304、305中。耦合器旁边的波导板被掺杂，一侧是N型304，另一侧是P型305。例如，可以通过对p-i-n结正向偏压，将自由载流子(即，电子和空穴)注入到两个波导中。硅波导的折射率是自由载流子浓度的函数，因此通过改变p-i-n结中的电流，可以相应地改变布拉格光栅装置的有效指数，从而改变布拉格光栅装置的光谱响应。
实施例2
例如，光学装置10可以包括多个衍射光栅装置，以实现具有更急剧的衰减和更锐利的边缘的输出光谱。图9是根据实施例的多级带宽可调谐光学带通滤波器10的示意图。它包括一定数量(N)的反DC201。第(n-1)个反DC的下降端口连接到第n个反DC的输入端口，其中n表示从1到总级数N之间的整数。第N个反DC的下降端口202给出了多级滤波器10的输出光学信号16。可以使用调谐机构203独立地调谐每个反DC的中心波长，根据情况，调谐机构203可以彼此相似或不同。多级滤波器10的输出光学信号16取决于反DC之间的失谐。
实施例3
在上述实施例中，只有下降端口的带宽可以被调谐。通过端口响应仅由第一级反DC确定。通过第一反DC，而不是通过高阶反DC下降的波长不能用在光学通信***中。图10是设计该要求的光学装置10的示意图。实际上，光学装置10包括由调谐机构403独立调谐的两个反DC 401和402。第一反DC 404的下降端口通过波导406连接到第二反DC 405的输入端口。第二反DC 407的通过端口通过波导409连接到第一反DC 408的增加端口。为了说明这个实施例的操作原理，将一组波长(λ1、λ2、λ3……λc-1、λc……λn)输入到光学装置10中。两个反DC初始设定为置于波长λc的中心。假设反DC的通带包含波长λc-1和λc，这两个波长都由第一反DC 401选择并发送到第二反DC。如果只需要输出λc，两个反DC的中心波长可以失谐，使得在通过第二反DC 402之后，λc-1通过端口410反馈。该实施例可以允许下降端口411和通过端口410的同时带宽调谐。此外，λc处的信号可以从增加端口412增加到通过端口410。增加端口的带宽与通过端口和下降端口(的带宽)同时进行调谐。因此，该实施例在功能上是带宽可调谐分插式滤波器。使用该带宽可调谐分插式滤波器的多级设计也可以在与图9所示的实施例相似的配置中实现。
实施例4
图11是展示根据本发明的实施例的用于灵活波长多路复用器/解复用器的装置的示意图。如图7所示，波长复用器/解复用器包括连接到单独总线波导601的多个带宽可调谐分插式光学滤波器61-6n。根据本申请实施例可以实现带宽可调谐分插式光学滤波器61-6n。每个带宽可调谐分插式光学滤波器对应于WDM网络中的波长信道，其中心波长和带宽可以被动态调整。
实施例5
在上述实施例中，在所提出的级联配置中，波长可调谐反DC被用作布拉格波长选择元件。其他类型的布拉格光栅分插滤波器，如布拉格光栅辅助马赫-曾德尔干涉仪(MZI)也可用于此级联配置。图12中展示了根据一个实施例的带宽可调谐分插式滤波器。这包括两个布拉格光栅辅助MZI 501和502。每个布拉格光栅辅助MZI包括在MZI的两个臂上的两个3-dB耦合器503和两个相同的布拉格光栅504。虽然这里使用简单的定向耦合器，但也可以使用其他3-dB分路器/组合器结构，例如多模干扰(MMI)耦合器和绝热3-dB耦合器。使用调谐机构505同时调谐两个布拉格光栅。操作原理与图5所示的前述实施例相同。
实施例6
现有的结构目前适用于长光谱模式，例如100GHz带宽。一些应用可能需要50GHz或甚至MHz级的带宽。在没有相移布拉格光栅的情况下实现这种带宽，目前是非常困难的。特别是在适应现有的DWDM结构方面，需要这样的应用。
实际上，相移布拉格光栅分插滤波器也可以用在公开的级联配置中以调整带宽和中心频率。这些滤波器具有一个或多个相移部分，以在布拉格光栅的阻带内产生用于更窄滤波器带宽或工程滤波器形状的谐振峰值。在图13中展示了与实施例对应的示例。它可以具有两个相移布拉格光栅辅助干涉仪801和802，各自作为波长选择元件。每个相移布拉格光栅辅助干涉仪在干涉仪的两个臂上包括两个3dB耦合器803和两个相移布拉格光栅804。虽然这里使用简单的定向耦合器，但也可以使用其他3-dB分路器/组合器结构，例如多模干扰(MMI)耦合器和绝热3-dB耦合器。相移的布拉格光栅具有一个或多个相移805。每个相移的中心频率可以通过调谐机构806独立的调谐，例如类似于图6所示实例的热调谐或类似于8所示实例的载流子注入，以便调整相移布拉格光栅的相位和振幅响应。相移布拉格光栅辅助干涉仪801和802通过用于第二相移布拉格光栅辅助干涉仪802的波导808连接，以接收从第一相移布拉格光栅辅助干涉仪801输出的信号。也可以通过调谐机构807同时调整相移布拉格光栅的中心频率，例如类似于图6所示实例的热调谐或类似于图8所示实例的载流子注入，以便调整干涉仪801和802的频率位置和光谱重叠。根据应用，设备的加热和/或尺寸可以变化。
可以理解的是，上面描述和图示的实例仅仅是示例性的。范围由所附权利要求限定。

Claims (15)

1.一种光学装置，包括彼此级联的至少第一衍射光栅装置与第二衍射光栅装置；
其中，所述第一衍射光栅装置具有输入端口和输出端口，所述第一衍射光栅装置通过所述第一衍射光栅装置的所述输入端口从波导接收光学信号，具有第一光谱响应的所述第一衍射光栅装置从所述光学信号提取中间信号，所述中间信号具有对应于所述第一光谱响应的中间光谱，所述第一衍射光栅装置的所述输出端口输出所述中间信号；并且
其中，所述第二衍射光栅装置具有输入端口和输出端口，所述第二衍射光栅装置的所述输入端口连接至所述第一衍射光栅装置的所述输出端口，所述第二衍射光栅装置从所述第二衍射光栅装置的所述输入端口接收所述中间信号，具有第二光谱响应的所述第二衍射光栅装置从所述中间信号提取输出光学信号，所述输出光学信号具有对应于所述中间光谱和所述第二光谱响应的重叠区域的输出光谱，所述第一光谱响应和所述第二光谱响应中的至少一个光谱响应是可调谐的，以调整所述重叠区域，所述第二衍射光栅装置的所述输出端口输出所述输出光学信号；
其中，所述第一衍射光栅装置和所述第二衍射光栅装置中的每一者具有彼此并排延伸并且彼此平行的第一衍射光栅和第二衍射光栅，所述第一衍射光栅的一端设有用作所述输入端口的第一端口，所述第一衍射光栅的另一端设有用作通过端口或增加端口的第二端口，所述第二衍射光栅的一端设有用作所述输出端口的第三端口；
其中，所述光学信号在从所述第一端口向所述第二端口的第一方向上沿所述第一衍射光栅装置的所述第一衍射光栅传播，所述中间信号在与所述第一方向相反的第二方向上沿所述第一衍射光栅装置的所述第二衍射光栅传播。
2.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述第一光谱响应和所述第二光谱响应是可调谐的，以进一步调整所述第一衍射光栅装置与所述第二衍射光栅装置的共同光谱响应的光谱位置。
3.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述第一衍射光栅和所述第二衍射光栅之间具有间隙。
4.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述第一衍射光栅装置的所述第一衍射光栅和所述第二衍射光栅可由调谐机构调谐，以调整所述第一光谱响应。
5.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述第二衍射光栅装置的所述第一衍射光栅和所述第二衍射光栅可由调谐机构调谐，以调整所述第二光谱响应。
6.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述第一衍射光栅装置和所述第二衍射光栅装置中的每一者为反向耦合器，所述第一衍射光栅和所述第二衍射光栅分别为硅布拉格波导。
7.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述第一衍射光栅装置和所述第二衍射光栅装置中的每一者为布拉格光栅辅助马赫-曾德尔干涉仪，所述第一衍射光栅和所述第二衍射光栅分别为布拉格光栅。
8.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述第一衍射光栅装置和所述第二衍射光栅装置中的每一者为相移布拉格光栅辅助干涉仪，所述第一衍射光栅和所述第二衍射光栅分别为相移布拉格光栅。
9.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，至少所述波导是光子管芯的光子集成电路波导。
10.根据权利要求9所述的光学装置，其特征在于，所述光子管芯是绝缘硅晶片。
11.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述第一衍射光栅装置与所述第二衍射光栅装置中的至少一者具有反射光栅装置。
12.根据权利要求11所述的光学装置，其特征在于，所述反射光栅装置是布拉格光栅装置。
13.根据权利要求12所述的光学装置，其特征在于，所述布拉格光栅装置是相移布拉格光栅装置。
14.根据权利要求1所述的光学装置，其中，所述第一衍射光栅装置与所述第二衍射光栅装置中的至少一者具有加热器，所述加热器能够被激活以使所述第一光谱响应与所述第二光谱响应彼此调谐。
15.一种光学通信网络，包括：
输入波导，所述输入波导传输分布在多个光谱地间隔开的光学信道中的信息；
多路解复用器和多路复用器组件，所述多路解复用器和多路复用器组件将所述多个光谱地间隔开的光学信道朝向各自的客户端波导彼此分离，所述多路解复用器和多路复用器组件包括至少一个如权利要求1所述的光学装置，所述重叠区域能够根据给定时间在所述光学通信网络中传送的通信量来调谐。
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