回波损耗可定制的平面光波导型光分路器及波导型光器件的制作方法

本发明涉及光通信技术领域，具体涉及一种回波损耗可调节定制的平面光波导型光分路器。

背景技术：

平面光波导型光分路器由于其结构紧凑、易于集成、性能优良、可靠性较高等优点，使其成为光通信系统中实现分光与合光功能的重要器件。光分路器可以将光能量分配到各个不同的支路，也可以将各个支路的能量耦合回主路。随着光分路器网络的应用和推广，对光分路器的需求也层出不穷。为了检测网络系统，光分路器的回波损耗定制需求被提出。应对不同网络的设计，光分路器回波损耗需求不同的数值，但是现有光分路器回波损耗都是固定的，无法对回波损耗数值进行定制和精确调节，也无法对单独某个支路进行调节。所以，目前现有技术对于回波损耗的要求都是要求低于某个范围，并未对回波损耗的具体数值有明确要求。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种回波损耗可定制的平面光波导型光分路器，可以改变光分路器任意通道回波损耗，定制相应回波损耗的光分路器。

本发明的目的之二在于提供一种回波损耗可定制的波导型光器件，可以定制所需回波损耗的波导型光器件。

实现上述目的的技术方案是：

一种回波损耗可定制的平面光波导型光分路器，包括波导主路以及自波导主路向外延伸的各个波导支路，所述波导主路和/或至少一个所述波导支路通过至少一个倾斜结构分割成多段波导。

优选的，所述倾斜结构与所述波导法线方向的夹角为用于调节回波损耗的倾斜角θ。

优选的，所述波导主路和波导支路为二氧化硅波导、氮化硅波导、氮氧化硅波导、磷化铟波导或氮化镓波导。

一种回波损耗可定制的波导型光器件，包括波导路径，所述波导路径通过至少一个倾斜结构分割成多段波导。

本发明的有益效果是：本发明通过在光分路器或波导型光器件加入倾斜结构，增加折射率变化的断面来增加光路的回波损耗，同时改变倾斜结构倾斜的角度来调节不同的回波损耗数值。填补现有技术中无法自行定制所需回波损耗的光分路器或光器件的空白。

附图说明

图1是本发明的平面光波导型光分路器的一个实施例的结构示意图；

图2是本发明中倾斜结构垂直时的示意图；

图3是本发明中倾斜结构倾斜时的示意图；

图4是本发明中倾斜角与回波损耗的关系变化图；

图5是本发明中两个断面组成的倾斜结构的示意图；

图6是本发明中三个断面组成的倾斜结构的示意图；

图7是本发明的平面光波导型光分路器的另一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1，本发明的回波损耗可定制的平面光波导型光分路器，包括波导主路1以及由波导主路1延伸的各个波导支路2，波导主路1和/或至少一个波导支路2通过至少一个倾斜结构3分割成多段波导。倾斜结构3由两端的波导和中间断面组成。图1中，在一个波导支路2上增设倾斜结构3。具体地，

本发明增加了断面引入了折射率的变化，光波会在界面处发生反射，这是本技术的基本原理。根据垂直入射反射公式，如图2中倾斜结构3垂直时情况。

此时可以达到最大的反射率r。如下公式：

其中，n1是波导芯层折射率，n2是波导包层折射率，所以垂直反射的最大反射率r由波导的两种材料的折射率决定。

为了变化回波损耗的功率，改变了倾斜结构3的倾斜角度，引入倾斜角θ，如图3所示，图3中一个倾斜结构3。由于倾斜了角度θ，回波损耗率会变化。

在图3中，波导中光波模场近似高斯模场，反射光和入射光的耦合效率η可以根据如下公式计算:

其中，ω是波导的高斯模场半径，β为波导传播常数，β＝kn,k是真空波数，n是波导有效折射率。

计算回波损耗rl的公式就是反射的光能量与耦合率的乘积，如下公式：

rl＝10×lg(r·η)

举例说明，当采用2.5％折射率差的波导平台时ω＝3，n1＝1.481,n2＝1.444，k＝2π/1.55,r＝0.00016,可以得到如图4结果。所以只要通过调节倾斜角θ就可以实现调节回波损耗的目的。

同时如果反射率较低的波导平台在倾斜角θ为零度时也无法达到较高的回波损耗，就可以增加周期结构如图5和图6，图5中两个倾斜结构3，图6中3个倾斜结构3。增加的周期结构可以大幅增加反射率r，同样采用不同倾斜角可以调节回波损耗。

另外，如图7所示，在波导主路1上增设倾斜结构3，此时可以同时改变全部的光通道的回波损耗。

波导主路1和波导支路2采用二氧化硅波导、氮化硅波导、氮氧化硅波导、磷化铟波导或氮化镓波导。

本发明的倾斜结构3结构不仅适用于光分路器，也适用于任何采用波导结构的光器件，波导型光器件包括波导路径，在波导路径上增设倾斜结构3。实现调节回波损耗。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

技术特征：

1.一种回波损耗可定制的平面光波导型光分路器，包括波导主路以及自波导主路向外延伸的各个波导支路，其特征在于，所述波导主路和/或至少一个所述波导支路通过至少一个倾斜结构分割成多段波导。

2.根据权利要求1所述的回波损耗可定制的平面光波导型光分路器，其特征在于，所述倾斜结构与所述波导法线方向的夹角为用于调节回波损耗的倾斜角θ。

3.根据权利要求1所述的回波损耗可定制的平面光波导型光分路器，其特征在于，所述波导主路和波导支路为二氧化硅波导、氮化硅波导、氮氧化硅波导、磷化铟波导或氮化镓波导。

4.一种回波损耗可定制的波导型光器件，包括波导路径，其特征在于，所述波导路径通过至少一个倾斜结构分割成多段波导。

技术总结
本发明公开了一种回波损耗可定制的平面光波导型光分路器，包括波导主路以及自波导主路向外延伸的各个波导支路，所述波导主路和/或至少一个所述波导支路通过至少一个倾斜结构分割成多段波导。可以改变光分路器任意通道回波损耗，定制相应回波损耗的光分路器。

技术研发人员：黄惠良;夏翔;宋柳蓉;李雪峰
受保护的技术使用者：上海鸿辉光通科技股份有限公司
技术研发日：2019.10.12
技术公布日：2019.12.13