阵列波导光栅及具有其的波分复用/解复用器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光纤通讯技术领域，具体涉及一种阵列波导光栅及具有其的波分复用
/解复用器。
【背景技术】
[0002]波分复用技术(WavelengthDivis1n Multiplexing，WDM)，充分利用了单模光纤在低损耗区内的巨大带宽资源，将不同波长的光波信号复用在一起进行传输，在一根光纤上提供多个光纤通道来实现系统通信容量的增加，在高速光纤通信中起着重要的作用。
[0003]阵列波导光栅(Array Waveguide Gratings，AWG)由于结构紧凑、尺寸很小、插入损耗低、波分复用间隔窄等优点成为密集波分复用/解复用的典型器件。
[0004]传统的AWG，由输入波导、第一罗兰圆结构、阵列波导、第二罗兰圆结构、输出波导依次连接而成。由于罗兰圆结构的存在，阵列波导部分必须采用弯曲波导，工艺上难以保证弯曲波导规模制造的品质可靠性，从而影响AWG的性能，造成例如串扰、插入损耗等现象。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于解决阵列波导光栅采用罗兰圆及弯曲波导造成的工艺难度大、性能不高的技术问题。
[0006]为实现上述发明目的，本发明提供一种阵列波导光栅，包括依次连接的输入波导、第一平板波导、改变相位的阵列波导、第二平板波导及输出波导，阵列波导为直线型波导，第一及第二平板波导上设有具有自聚焦透镜作用的类光子晶体结构，类光子晶体结构实现输入波导和阵列波导之间及输出波导和阵列波导之间的光学传输。
[0007]作为本发明一实施方式的进一步改进，第一或第二平板波导沿Y向及Z向折射率不变，沿X向折射率为抛物线分布。
[0008]作为本发明一实施方式的进一步改进，类光子晶体结构为设置在第一平板波导和第二平板波导上截面面积渐变的孔或柱。
[0009]作为本发明一实施方式的进一步改进，孔在第一及第二平板波导上分别呈轴对称排列。
[0010]作为本发明一实施方式的进一步改进，位于同一行的孔或柱，其截面面积相同。
[0011]作为本发明一实施方式的进一步改进，孔或柱排列为正四边形晶格。
[0012]作为本发明一实施方式的进一步改进，孔或柱排列为正三角形晶格。
[0013]作为本发明一实施方式的进一步改进，第一及第二平板波导Z轴向长度为N/4节距，其中，N为奇数。
[0014]作为本发明一实施方式的进一步改进，孔或柱的横截面为圆形。
[0015]本发明的另一方面提供一种波分复用/解复用器，包括上述任一阵列波导光栅。
[0016]与现有技术相比，本发明提供的阵列波导光栅，由于自聚焦平板波导为矩形结构，阵列波导可以采用直线型，不需要连接弯曲波导。具有该阵列波导光栅的波分复用/解复用器插入损耗减小、结构简单、制造工艺难度低。
【附图说明】
[0017]图1是本发明阵列波导光栅一实施方式的俯视图；
图2是本发明平板波导X向折射率分布示意图；
图3是本发明阵列波导光栅一实施方式的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]以下将结合附图所示的【具体实施方式】对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
[0019]本发明中描述空间与位置的术语均是以平板波导为参照物，Y向为平板波导的厚度方向，Z向为输入波导-输出波导延伸的方向，X向与Y-Z平面垂直。在晶格排列中，定义沿Z向延伸的为行，沿X向延伸的为列。靠近平板波导的为近端，远离平板波导的为远端。
[0020]参考图1，本发明阵列波导光栅，包括依次连接的输入波导10、第一平板波导30、阵列波导50、第二平板波导70及输出波导90。其中，在第一及第二平板波导30、70上，制成类光子晶体平板自聚焦透镜结构，如此，平板波导可以被设置成折射率渐变的自聚焦型波导以代替传统的罗兰圆平板波导，实现输入波导10和阵列波导50之间及输出波导90和阵列波导50之间的光学传输。
[0021]具体地，第一及第二平板波导30、70为矩形，其上通过打孔的方式设置多个孔301。孔301沿Y向延伸，贯通第一或第二平板波导30、70的上、下表面。每一孔301的孔径沿Y向保持不变，以保证第一或第二平板波导30、70沿Y向的折射率不变。进一步的，孔301为圆形孔，损耗最小，也可为正多边形孔。孔301也可以柱状结构替代。
[0022]孔301排列为晶格结构，可以采用正四边形或正三角形晶格。
[0023]孔301的占空比与平板波导的折射率相关，因此可以通过调整孔的截面积大小来调节占空比，从而达到控制折射率的目的。孔301在第一和第二平板波导上沿X向截面积渐变，以实现X向折射率渐变，使其具有自聚焦透镜的成像性质。进一步的，孔301在第一或第二平板波导30、70上呈轴对称分布，其孔径自第一或第二平板波导30、70的中心沿X轴向两端逐渐增加。位于同一行的孔301，其孔径一致，以保证第一或第二平板波导30、70沿Z向的折射率不变。图2示出，采用本发明结构的平板波导，沿X向的折射率为抛物线分布，以X向中点为中心向两端对称分布且峰值位于中点，其满足自聚焦透镜的折射率分布特征，其中，η为折射率。由于罗兰圆平板波导实质为一自聚焦透镜，上述结构的平板波导具有和罗兰圆平板波导相同的成像性质。
[0024]与第一、第二平板波导30、70结构相应，阵列波导50采用直线型波导结构。每一条阵列波导50的一部分较其余部分直径增大，形成宽波导501，用以改变折射率。每一条阵列波导50可以取不同X向长度的宽波导以引入相位差，从而实现衍射聚。光经过第一或第二平板波导30、70可以实