CN1228933C - 光功率分路器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种可以最小化芯片尺寸和制造成本的光功率分路器。光功率分路器具有一个输入光波导和N个输出光波导，而且将输入光波导入射的光信号分路成N个光信号。光功率分路器包括至少两个具有平面光波电路元件结构并在单一芯片中以预设的距离被分开放置的光分路器，以及用于对准多个光分路器的输入和输出光波导的对准波导。

Description

光功率分路器
技术领域
本发明涉及光通信元件，更具体的，涉及平面光波电路(PLC)型的光功率分路器。
背景技术
通常，光功率分路器被用于将输入光导入几个不同的路径，而且在光通信***、光接入网等中具有广泛应用。按照输出端的数目，光功率分路器被分类为1×2，1×4，1×8，…，1×N(其中N是自然数)型。
有两种用于生产光功率分路器的典型的方法：以熔融-拉丝的方式熔合光纤的方法以及PLC型方法。通常，熔融-拉丝方法用在具有较少信道如1×2，1×4等的***中，而PLC方法用在具有超过8个信道的***中。
尽管PLC方法被认为是比熔融-拉丝方法更好的选择，但由于其对信道数目的限制和其昂贵的制造成本，仍然没有得到广泛使用。即使当减少信道的数目的时候，制造的费用仍然不能减少。例如，制造具有四个1×2PLC型的光分路器的光功率分路器所需的费用是制造只具有一个1×8PLC型的光分路器的光功率分路器所需的费用的两或三倍。此外，1×2PLC型每信道的制造成本是1×8PLC型的制造成本的两或三倍。
图1描述了具有四个1×2(即，4(1×2))光分路器的传统光功率分路器的基本结构。如图1所示，传统光功率分路器具有用于将分路器切割成独立元件的切割线。这样，传统光功率分路器需要接受四个分开的模块的空间，这对集成电路片尺寸具有不利的影响。此外，在传统的光功率分路器中，用于装配每个光分路器的时间大部分花费在安装分路器上，这样，不可能实现有效的工作时间和材料成本。
发明内容
因此，通过提供可以最小化芯片尺寸而且极大降低制造成本的PLC型光功率分路器，本发明解决了发生在现有技术中的上述问题。
按照本发明的一个方面，提供了具有一个输入光波导和用于将从输入光波导入射的光信号分路成N个光信号的N个输出光波导的光功率分路器，N为大于等于2的自然数，光功率分路器包括：至少两个具有平面光波电路元件结构并在单一芯片中以预设的距离被分开放置的光分路器；以及用于对准多个光分路器的输入和输出光波导的对准波导。
更可取地，在被放置的光分路器的输入光波导之间的距离或输出光波导之间的距离被设置为至少127μm。
更可取地，被放置的光分路器的输入光波导的间距为250μm，以及输出光波导的间距是127μm。
附图说明
本发明上述和其他的目的、特征和优势将通过结合附图进行的详细描述而变得更加清晰，其中：
图1示出具有四个1×2PLC型的光分路器的传统光功率分路器的基本结构。
图2根据本发明的实施例，示出具有四个1×2-型光分路器的光功率分路器的基本结构。
图3根据本发明的实施例，描述了四个1×2-型光分路器的PLC芯片部分的结构。
具体实施方式
此后，将参考附图对本发明的一个优选实施例进行阐述。为了清晰与简单的目的，在这里，已知的功能和结构的细节描述当使得本发明的主题不清楚时将被省略。
图2根据本发明的实施例，描述了具有四个1×2-型光分路器的光功率分路器的基本结构。
如图2所示，PLC-型光功率分路器包括输入光纤阵列10，PLC芯片100和输出光纤阵列20。输入光纤阵列10的光纤a和b之间的距离被设置为250μm，同时输出光纤阵列20的光纤c和d之间的距离被设置为127μm。这些间距遵照工业标准，但这些间距可以按照用户的要求进行变化。
为了减小元件的尺寸，减小光纤之间的间距是合理的；然而，制造小于127μm的间距的光纤是困难的。这样，在本发明中，127μm的间距是更可取的。
PLC芯片100被配置使得四个Y形接头1×2分路器以一个PLC的形式被集成在单一芯片中。在芯片的输入端110处光纤之间的距离(di)和在输出端120处光纤之间的距离分别与在输入和输出光纤阵列10和20处的间距(a和b之间，及c和d之间)相等。以一定的角度将芯片的输入端110处的以规则间隔排列的光纤弯曲，来为Y形接头130提供合适的间距，在Y形接头部分130，光纤被分支到输出端120的输出端。
参考图3，提供的由线①到④组成的对准光波导50用于放置输入和输出光纤阵列10和20。按照对准方法，如果光线入射在线①上，光被分开并被传播进线②和③，所以使用这些线对准输出端。在对准输出端之后，如果光入射在线②上，光被分开并被传播进线④和①，所以使用这些线对准输入端。
正如在随后与传统光分路器的比较中所解释的，集成几个1×2-型光分路器在单一的芯片中可以得到一些有利的影响。
第一，在具有四个1×2-型光分路器的传统光分路器中，而且每个分路器必须包括切割线，这样增大了它的尺寸。相反，根据本发明，由于四个1×2-型光分路器被集成在单一芯片中而不需要切割线，分路器的尺寸可以被极大的减小。
第二，传统光分路器需要四个独立的对准和固定操作，此外还需要用于装配所有四个光分路器的每一个的额外时间。而在本发明中，制造单一元件只需要执行一次对准和固定操作，这样可以减少制造时间。
第三，在安装阶段，传统的光分路器需要四个用于独立安装每个光分路器和具有四个单芯和四个双芯的相应的光纤阵列的外壳。但是，根据本发明，只需要一个外壳和一个具有一个四芯和一个八芯的光纤，从而减少了1/3的材料成本。
尽管参考一个优选实施例展示和描述了本发明，在不偏离附属的权利要求所定义的本发明的精神和范围的前提下，在本领域的技术人员在形式和细节上对本发明的多种变化是可以理解的。例如，除了在其中四个1×2-型分路器被集成的结构，本发明还可以被应用于在其中P(其中，P是大于2的正数)个1×N-型(其中，N是大于2的正数)或M×N-型(其中，M是大于1的正数，及N是大于2的正数)分路器被集成在单一芯片中的任意其他结构。因此，本发明的范围不局限于这里公开的实施例，而由本权利要求及其等同物来确定。

Claims (10)

1、一种光功率分路器，具有一个输入光波导和用于将输入光波导分路成N个光信号的N个输出光波导，N为大于等于2的自然数，所述光功率分路器包括：
至少两个具有平面光波电路元件结构并在单一芯片中以预设的距离被分开放置的光分路器；
以及用于对准多个光分路器的输入和输出光波导的对准波导。
2、按照权利要求1所述的光功率分路器，其特征在于被放置的光分路器的输入光波导之间的间距或输出光波导之间的间距被设置为至少127μm。
3、按照权利要求1所述的光功率分路器，其特征在于被放置的光分路器的输入光波导之间的间距被设置为250μm，而且输出光波导的间距被设置为127μm。
4、按照权利要求1所述的光功率分路器，其特征在于N代表大于2的自然数。
5、按照权利要求1所述的光功率分路器，其特征在于光分路器包括1×2-型光分路器。
6、按照权利要求1所述的光功率分路器，其特征在于还包括耦合到光功率分路器一端的输入光纤阵列和在另一端的输出光纤阵列。
7、按照权利要求6所述的光功率分路器，其特征在于对准波导具有在一端的第一和第四线以及在另一端的第二和第三线，其中第一和第四线用于对准光功率分路器和输入光纤阵列，第二和第三线用于对准光功率分路器和输出光纤阵列。
8、按照权利要求7所述的光功率分路器，其特征在于，如果光线射入在第一线上，入射光被分开并传播进第二和第三线。
9、按照权利要求7所述的光功率分路器，其特征在于，如果光线射入在第二线上，入射光被分开并传播进第一和第四线。
10、按照权利要求1所述的光功率分路器，其特征在于在光功率分路器的输入端处光分路器之间的间距与在光功率分路器的输出端处光分路器之间的间距相等。
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