通过波导弯曲损耗实现的可变光衰减器的制作方法

专利名称：通过波导弯曲损耗实现的可变光衰减器的制作方法
发明
背景技术：
领域本发明一般涉及导波光学领域，并且更特别地涉及一种可变光衰减器，它可以通过改变光信号的垂直限制来控制波导弯曲的辐射损耗。
相关技术描述在光网络中，常规的可变光衰减器(VOA)被用来控制发送到装置的功率量，均衡多个光信道之间的功率，以及减少开关之间的串扰。传统的VOAs由机械装置或集成光学装置组成。机械装置通常通过改变光纤到光纤的耦合效率或光纤的弯曲损耗来进行工作。集成光学装置依照模式干涉或绝热原理进行工作，它包含Y分支开关、方向耦合器，以及Mach-Zehnder调制器。这些集成装置的性能并不能随着长度而升级，并且它们的衰减通常大约为25dB，这并不足以用来减少串扰影响。
一个示例VOA在Veldhuis等人的“基于弯曲信道波导的集成光学强度调制器”(光学通讯(Optics Communications)168，pp481-491(1999年9月))中得到了描述。那篇文章中所描述的VOA是通过迫使光模式发生水平地移动来工作的。通过创造出芯层和包层之间的折射率的横向变化将光模式水平地移动。该移动要求芯层和包层要使用不同的材料系统，以及相当大的驱动功率。这些要求给制造过程增加了额外的步骤，引起了材料兼容性问题，并且增加了装置响应时间。另外，这种传统的设计对环境条件(例如周围的温度和相对湿度)非常敏感并且可能会引入由应力双折射引起的偏振依赖性。
这样，存在对能够对光信号进行超过30dB的衰减的低成本、高性能VOA的需要。

发明内容
考虑到上述情况，根据本发明的一个实施方案，一种VOA包含波导，其中芯层和包层由同类材料组成。该波导还有一个弯曲的区域，其中布置一个电极，使得当该电极接收到一个信号时，波导的弯曲区域的垂直光限制被改变。
根据本发明的第二个实施方案，公开了一种可变光衰减的方法。这个方法包含提供波导的步骤，其中芯层和包层区域由同类材料组成。该波导还包含一个弯曲的区域，其中布置一个电极。通过向电极发送信号来改变光信号的光模式的垂直限制。
当结合附图考虑的时候，本发明的其它目的、优势和新颖的特征将通过接下来的本发明的详细描述变得明显。
附图简述

图1是示意性地显示根据本发明的一种实施方案的VOA的平面图。
图2是沿图1中的I-I线所作的局部横截面图。
图3是当加热器的温度已经增加了一个给定量时的VOA响应的图。
图4是在具有第一加热器温度的本发明一个代表性实施方案的第一光束传播图。
图5是在具有第二加热器温度的本发明一个代表性实施方案的第二光束传播图。
图6是显示衰减线性依赖于弯曲区域长度的图。
图7是示意性地显示将根据本发明的一种实施方案的VOA包含进一个Y分支开关的平面图。
图8是示意性地显示将一个反馈控制电路包含进根据本发明的另一种实施方案的VOA的平面图。
图9是显示本发明的波长依赖性的图。
图10是本发明的一种实施方案的图形，附有显示沿波导不同点处光能量分布的横截面图。
图11显示将一个波长响应补偿器包含进本发明的示意图。
图12是显示用来根据本发明的一种优选实施方案制造VOA的技术的示意图。
图13显示了根据本发明的另一种实施方案的在弯曲区域中的锥形波导。
图14是使用在图13中显示的本发明实施方案所获得的衰减的图。
图15是显示根据本发明的另一种实施方案将VOA放置在光交叉连接的端部用于功率均衡的示意图。
图16是一种优选的低损耗波导聚合物材料的化学结构。
优选实施方案详述本发明涉及一种可变光衰减器(VOA)以及可变光衰减的方法。与传统理解不同的是，发明者已经发现可以通过设计VOA来改变其中的光信号的垂直光模式限制，这与工作在只有水平光模式限制被改变的情况下的VOA是不同的。如将要在下面详细描述的那样，根据本发明的实施方案构建的VOAs可以降低串扰、响应时间、功率要求，以及潜在地降低制造成本，而可以提高最大可能的衰减。
现在参考图1和2，显示了根据本发明的一种实施方案的VOA。VOA10包含波导输入部分20、弯曲的衰减区域24，以及波导输出部分22。VOA 10可以安装在衬底40上，该衬底可以充当热接收器。该输入部分20和输出部分22优选地为直的并且提供光纤耦合和模式稳定。衰减区域24包含具有弯曲半径的一段弧形波导。该弧形可以是圆形或另一种函数，如椭圆弧和抛物线弧。另外，弧形区域的弯曲半径不必是保持不变的，因为抛物线弧和椭圆弧具有非常数半径。衰减区域24还包含一个电极46，它可以包含金属加热器、具有一对单个电极(一个放在芯层上面，一个放在芯层下面)的电光装置，以及具有被水平偏移的电极的装置。在一种优选的实施方案中，电极46是传统的金属加热器，垂直地放置在芯层44上。芯层44由包层42围绕。另外，还可以利用光纤，来替代平面波导结构或与平面波导结构联合使用，只要可以在弯曲区域创造出热梯度。
根据本发明的一种实施方案，芯层和包层区域由相同的材料组成。另外，芯层材料和包层材料具有相同的热光响应。例如，在一种优选的实施方案中，两个区域可能都是由聚合物材料组成的。在另一种优选的实施方案中，芯层和包层区域可以都是由玻璃组成的。例如，芯层44和包层42可以都是由氟化丙烯酸酯组成的。在这种情况下，在1.55微米(μm)波长处芯层44可以具有1.31-1.35的折射率，并且包层42可以具有比芯层小0.3％-1％的折射率。
在这种结构中，向加热器46施加功率在波导中创造出垂直温度梯度。因为温度的升高降低了聚合物膜的折射率，加热器46附近的包层具有最大的折射率减少，并且衬底附近的包层具有最小的折射率变化。该垂直折射率梯度将光模式推离降低的上部包层折射率并且推向靠下的包层。这样，通过VOA的弯曲区域的光信号传输模式分布变为在该弯曲的区域内辐射功率的垂直非对称模式分布。正如下面所讨论的那样，一种最初具有垂直的非对称模式的替换的VOA设计也是可能的。
在图10中显示了光模式移动，它显示了在给定施加到电极上的功率的情况下，在四个不同VOA位置处波导中光信号的光功率分布。例如，在波导120和122的输入和输出直线部分，光模式位于波导中心，如在横截面视图126和128中所示的那样。在波导124的弯曲区域(在那里热能通过电极施加到波导)，光模式被垂直地从电极移走(向下)并且移向弯曲区域的外侧(向右)，如在横截面视图130和132中所示。该水平的移动是波导弯曲的固有的效应。垂直模式移动造成波导中的垂直非对称模式分布，造成光能量从波导弯曲134辐射出来。
移动光模式位置的这一过程允许控制光信号传播经过弯曲波导区域时发生的辐射损耗。可变衰减通过控制模式的垂直畸变来实现，它可以通过向位于弯曲区域顶部的电极施加控制信号来降低波导芯层的光限制来得到控制。根据一种优选的实施方案的VOA利用聚合物中的热光效应。可替换的，还可以考虑基于改变波导中的模式限制的其它方法(例如电光效应)的VOA，这对本说明书技术领域的普通技术人员来说是很明显的。
根据本发明的另一种实施方案，最初具有垂直非对称模式的VOA设计也是可能的。在这种情况下，加到加热器46上的功率被用来减少衰减。在这种替换的VOA设计中，光信号最初具有垂直非对称模式并且入射到输入波导部分。当电信号施加到加热器上的时候(并且对波导加热)，非对称性和光损耗降低。这种替换的设计具有与上述实施方案相反的功能，因为如果不对波导加热，就会引起高的信号损耗，并且如果对波导加热，就不会有信号损耗。
波导弯曲设计从几个方面增加了可获得的消光比。首先，衰减的一个主要原因是弯曲辐射并且不是在直波导设计情况下的模式消光。需要注意的是，为了产生可变的衰减，并不要求波导的完全消光。如果需要获得与直波导情况下相同的功率减少，弯曲辐射损耗的存在使得所需的功率量得到了降低。
其次，波导弯曲确保直波导输出位于辐射场的衍射路径外侧。对于直波导，输出波导收集一些不受控制的模的衍射功率。但是对于弯曲波导，不仅使得输出波导被移至距离衍射功率几毫米，而且它的接收角还是倾斜的。这些因素可以提高如图1和2所示的弯曲波导设计的性能。这种装置的可能最大衰减可能会受到进入到输出波导的辐射场衍射和散射的限制。通过使输出波导远离输入部分，入射到输出的光可以实现最小化。
图3显示对具有芯层-包层折射率差为0.5％的7μm宽的波导的一个举例模拟。衰减区域的弯曲半径大约是7.6毫米(mm)并且总路径长度大约是5mm。该图显示了功率衰减作为位于弯曲区域上方的环境的电极温度增加的函数。对于这个例子，波长是1.55μm，并且聚合物热光系数(dn/dT)是-2.5×10-4K-1。
在一种优选的实施方案中，可以通过改变施加到加热器上的功率来控制光信号功率衰减。例如，图3(图部分144)显示存在一个很大的区域，在那里输出功率依赖于加热器温度。另外，当低于完全消除芯层-包层折射率差所必需的温度变化的时候，光功率变得不受引导。造成这种情况发生的原因可能是与直波导相比弯曲波导要求较大的折射率差来对光进行控制。因此，对于不受控制的发生，与直模式消除调制器相比，弯曲的波导设计要求较小的驱动功率。
为了实现超过30dB的衰减，根据本发明的一种优选实施方案的VOA使用电极温度升高大约40K。这与聚合物热光1×2开关所要求的温度相似。传统的1×2开关要求大约100mW的工作功率。因为VOA为了实现超过30dB的衰减要求相似的温度，可以使用100mW的电驱动功率。
另外，根据本发明的一种优选实施方案的VOA的衰减可能对波长变化有轻微的依赖。例如，使波长在1.53μm到1.57μm之间变化可以引起25dB的衰减水平处的插入损耗的3dB的变化。图9显示了VOA响应(衰减)作为波长的函数。因为长波长典型地具有小的限制，它们比短波长会经历更多的衰减。
根据本发明的替换的实施方案，可以使得VOA响应不依赖于波长。在设计用来使波长响应平坦的本发明的一种替换的实施方案中，制造了一种具有负折射率色散的波导(其中折射率随波长增加)。
在设计用来使波长响应平坦的本发明的第二种替换的实施方案中，能量通过电极(或类似的电路)施加到波导上，由此来改变波导波长色散。
在设计用来使波长响应平坦的本发明的第三种替换的实施方案中，波导方向耦合器被包含进来以通过提高对于短波长的衰减来使波长响应平坦。
在设计用来使波长响应平坦的本发明的第四种替换的实施方案中，另外包含干涉仪(例如Mach-Zehnder)以提高对于短波长的衰减来匹配对于长波长的波导弯曲损耗。
在设计用来使波长响应平坦的本发明的第五种替换的实施方案中，另外包含多模波导部分来为长波长创造单模条件并且为短波长创造各种多模条件。通过将能量施加到多模部分上的电极，可以为所有波长或仅为存在的最长的波长创造单模条件。通过将波长依赖性用于耦合进入单模和多模区域，波导弯曲频谱响应可以得到补充。
例如，如在图11中显示的，干涉仪161被放置在弯曲区域166附近。如对本说明书技术领域的普通技术人员来说是很明显的那样，干涉仪161还可以被包含在位置160、162或者164(即在VOA的弯曲区域166的前面、后面或在其中)。这些设计替换还可以应用于上述其它附加的装置。
但是，对于某些应用，波长依赖性是可以接受的。例如，波长选择性交叉连接器(WSXC)会要求VOA用于每个存在的单独的波长信道。因为每个VOA会控制一个单独的波长，波长依赖性也就不关键了。实际上，因为每个VOA可以得到优化以工作在一个特定的波长，并且因为长于最优波长的波长会经历更多的损耗，所以VOA还可以减少单独波长信道之间的串扰。例如，一个具有128个波长信道的WSXC将会使用128个VOAs。在这种应用中，与VOA波长依赖性相比，每个VOA的成本是一个更加实际的考虑因素。
而且，对于特定的VOA应用，如果VOA响应时间慢(~1Oms)，就要求小于0.2dB的偏振依赖。对于工作在≤1毫秒(ms)的VOA，较高的偏振依赖是可以接受的，这是因为VOA可以通过使用反馈控制来足够快地响应入射信号的偏振波动。VOA工作的衰减响应时间依赖于可以以多快的速度将热传输到波导芯层周围的区域。因为VOA要求的温度与聚合物1×2热光开关所要求的温度类似，可以预期有类似的速度。例如，一种优选的VOA对大于2 0dB的衰减的响应时间大约为1ms到10ms。
图4和5显示了对于一种代表性结构的光束传输结果，其中光信号辐射损耗随着电极温度的变化而发生。图4中的VOA波导并没有向电阻加热器施加能量，而在图中的VOA波导将加热器打开。这些图显示了对于两种不同情况的光束传播。在这个例子中的波导包含三个部分。第一部分(60和80)和第三部分(62和82)为长度大约是1mm的直波导。中心部分(64和84)为长度大约是1mm的弯曲波导。可以从图4中看出，当进入和离开弯曲波导的时候，正常的模式畸变引起很少量的模式耦合损耗66。图5显示了当光模式传输通过弯曲波导区域86时的光模式的指数衰减。根据本发明的一种优选的实施方案，电极(例如电阻加热器)可以被放置来降低垂直模式限制，以此来增加弯曲波导区域的辐射损耗。
VOA的弯曲波导区域的最佳弯曲半径可以通过进行光束传输模拟来确定。在一个举例模拟中，波长为1.5μm，波导宽度大约为7μm，芯层-包层折射率差为0.5％，并且弯曲路径长度是0.5厘米(cm)。对于具有电极温度变化和没有电极温度变化的情况，可以使用输出光功率作为弯曲半径的函数来进行模拟。例如，在这些条件下，当弯曲半径为7.6mm时存在装置的最大消光比。在该值处，在没有信号施加到加热器上的情况下，由弯曲辐射所引起的附加损耗大约为0.2dB。假设耦合损耗是0.2dB(对于这种波导尺寸和折射率差)并且波导传输损耗是0.3dBcm-1，在这种条件下可以预期获得的总插入损耗小于1dB。但是，对于特定应用，弯曲路径长度、弯曲半径，以及波导宽度可以得到优化来减小该插入损耗。
图13中显示了本发明的一种替换的实施方案。在这种实施方案中，波导240的弯曲区域具有一个比输入242和输出244波导部分的宽度窄的部分。尽管可以使用非直的输入，但是输入波导部分242优选地为直的形状，特别是如果它在基底上与附加的波导装置共同使用的时候情况更是如此，这对本说明书技术领域的技术人员来说是很明显的。在一种优选的实施方案中，两个锥246和248被包含在直波导部分和弯曲波导区域之间的界面处。例如，如在横截面图250和252中显示地那样，直输入和输出波导的横截面的高度可以为7μm，宽度可以为7μm，而弯曲波导区域的横截面图可以为7μm，宽度可以为3μm(如在横截面图254中所显示的)。如对于本说明书技术领域的技术人员很明显的，可以使用其它的高度和宽度值。这种设计导致了一种为了实现给定的光信号衰减需要向电极施加较小驱动功率的VOA。
图14显示了这种改善，它显示了在给定的加热器温度，锥形波导可以实现较大的衰减。根据这种设计，较宽的波导部分对于光纤耦合是有利的并且较窄的波导部分对于衰减是有利的。
图8显示了本发明的另一种实施方案，具有反馈控制电路101的VOA 104。在这个例子中的反馈控制电路包含反馈探测器103和反馈电路102。该反馈控制电路还包含可以耦合VOA输出的一部分(优选地为大约1％到10％)的波导分接头。反馈电路102对施加到电极上的信号(如电流)进行控制。例如，一个具有超过30dB的动态范围的VOA可以具有总长度大约为1cm到1.5cm的弯曲波导区域。
一般地，对于VOA自己来说最小插入损耗应该不大于1dB，并且如果在VOA装置中加入反馈分接头耦合器，最小插入损耗应该不大于1.5dB。本设计的总插入损耗包含光纤耦合、传输损耗、最小弯曲损耗，以及反馈分接头损耗。当使用由氟化聚合物制成的单模波导的时候，有可能获得比较低的插入损耗，其传输损耗大约为0.2dBcm-1。这个插入损耗估计包含由材料吸收和散射引起的损耗。例如，在图16中显示了用于优选的多功能氟化(甲基)丙烯酸酯低损耗光聚合物的化学式。关于这些材料的额外的信息在U.S.专利申请序列号No.09/745,076(于2000年12月20日提出)中得到了公开，在这里经引用全部并入本发明。这些材料所制成的波导的传输损耗在1550nm处小到0.19dB/cm。可以容易地选择这些材料的Tg’s使其低于热光装置的工作温度。通过光栅辅助测量，已经显示了这些材料的低Tg形式具有可忽略的双折射。通过使用这样一种低损耗聚合物，可以实现具有1dB的插入损耗的VOA。表1中的值显示了这种低的最小插入损耗是如何来实现的。
表1

VOA的总插入损耗可以进一步得到降低，如果它是直接与其它波导装置集成在一起的话。图7中显示的本发明实施方案就是对这方面进行举例说明的。这里，VOA与具有两个输出端口222和224的Y分支开关220集成在一起。在这个例子中，波导弯曲衰减器与Y分支开关220的输出端口222的其中一个集成。开关电极226与Y分支装置集成在一起。通过激活位于“关闭”端口处的衰减器，该开关消光比可以从典型的25dB增加到50dB。因为VOA衰减范围随长度而增加，为了获得这种水平的衰减，根据本实施方案的VOA仅需要长度为几个毫米。
在本发明的另一种实施方案中，如在图15中所描述的，可以在波导输出阵列312的末端制造VOA 310，例如从用于功率均衡的光交叉连接器311，这对本说明书技术领域的普通技术人员来说是很明显的。这增加了单个芯片中包含的功能，并且它还会消除与额外的光纤-波导耦合相关的损耗。这也会节省额外的封装费用。
上述实施方案的VOA可以与其它集成光学装置一起包含在单个的衬底上来改善开关性能或者提供调制。一种优选的VOA设计使用可以用来制造Y分支开关、方向耦合器、相位器以及其它集成波导装置的标准无源聚合物材料。另外，小的路径长度也可能实现大的衰减。
图6显示了根据本发明的一种优选实施方案的VOA的衰减长度相关性的举例模拟结果。直输入200和直输出202区域不提供衰减，而由VOA的弯曲区域提供线性衰减，见图形部分204。该图形显示弯曲长度大约为1cm，可以获得30dB的消光比。
本发明的VOA具有另外一个优势，那就是它可以通过直接的制造技术来制造，这样就避免了对在传统的VOA中用到的附加装置层的需要，传统的VOA基于水平模式限制的改变来进行工作。
图12显示了用于本发明的举例制造技术。通常地，例如旋转浇注的标准技术可以用来在衬底上制造包层和芯层。
在这个例子中，可以使用厚度大约为1mm的硅或二氧化硅衬底260。然后包层262和芯层264沉淀在衬底260上。包层262和芯层264的厚度可以在旋转涂覆过程中通过控制旋转速度和时间来得到控制。另外，VOA结构可以进一步包含沉淀在衬底和包层之间的缓冲层265，这对本说明书技术领域的技术人员来说是很明显的。
传统的光刻技术或者蚀刻技术可以用来进一步限制波导。例如，紫外辐射266和光掩膜270可以用来限制芯层宽度，例如，在一种优选的实施方案中，大约为7μm。任选地，可以使用一个或多个校正掩膜272用于实现校正。可以使用电极层268的升高图形完成VOA结构。
与传统的VOAs相比，根据本发明的VOA设计的另一个优势在于低的装置造价和小的装置尺寸。例如，WSXC要求每个信道一个VOA。对于一个4×4交叉连接器(每根光纤有32个波长)，就需要有128个VOAs。通过集成一个波导分接头，该VOA设计可以消除对外部分接头耦合器的需要。另外，这样一种装置的造价可以得到降低，这是由于例如下面的因素聚合物波导处理的低成本、将根据上述的实施方案的VOA与其它波导装置集成在一起的能力，以及在单个衬底上制造装置阵列的能力。如果需要128个VOAs用于多信道装置，这可以导致显著的成本节省。
另外，在尺寸方面，在一个20in2卡上只可以安装4个带有反馈控制的在市场上可以买到的VOA，这是因为封装尺寸和光纤连接所要求的空间。对于这种传统的VOA设计的限制因素是要求用于光纤组和反馈探测器的空间。假设用于根据本发明的一个VOA的空间是5cm×1cm，即使是根据这种保守估计在每个卡上也可以允许多于20个装置。将VOAs直接与波导交叉连接器集成导致进一步的在空间、封装成本以及插入损耗等方面的降低。
与带有Mach-Zehnder或Y分支开关的传统波导相比，根据本发明的VOA的其它优势包含尺寸、插入损耗、制造公差以及性能等。Mach-Zehnder和Y分支开关具有包含进来的Y分支开关要求的最小长度。传统装置大约为3cm长。这种增加的长度增加了装置的插入损耗。另外，这些装置对Y分支的制造误差非常敏感。
根据本发明的一种优选的实施方案的波导弯曲VOA可以容忍制造误差。例如，电极只需要在±5μm范围内对准就可以。相比之下，Mach-Zehnder和Y分支装置仅可以容忍小于±1μm的制造误差。而且，因为波导弯曲VOA的衰减随长度而增加，可以调节尺寸来符合性能要求。Mach-Zehnder和Y分支装置基于模式干涉或者绝热原理。对于低损耗条件，这些装置所要求的长度大致上保持相同，无论应用所要求的是10dB还是20dB范围。最后，可获得的制造精度限制了根据本发明的一种优选实施方案的VOA对信号进行超过30dB的衰减。与Mach-Zehnder或1×2开关相比，波导弯曲VOA具有较低的插入损耗、高得多的制造公差以及较高的性能水平。
本发明的又一个优点在于波导是由相同的芯层和包层材料制成的，由此简化和节省了制造过程并且极大地降低了对例如周围的温度和相对湿度的环境条件的敏感度。
尽管以上提供了本发明的优选实施方案的完整和完全的公开，各种修改、替换的结构和等价物可以在不偏离本发明范围的情况下得到使用。因此，上述描述和举例说明不应该被理解为限制本发明的范围，本发明的范围在所附的权利要求中得到规定。
权利要求
1.一种可变光衰减装置，包含一个波导，它包含具有第一折射率的包层，具有第二折射率的芯层，其中所述包层和所述芯层由相同的材料组成，以及具有第一弯曲半径的弯曲区域；以及置于该弯曲区域上的电极，以便当所述电极接收到信号时，所述弯曲区域中的光信号的垂直光限制被改变。
2.根据权利要求1的可变光衰减装置，其中所述芯层由具有从大约1.32到大约1.5的第一折射率的氟化丙烯酸酯组成；并且该包层由具有比该第一折射率小的第二折射率的氟化丙烯酸酯组成，该第二折射率从大约1.31到大约1.5。
3.根据权利要求1的可变光衰减装置，其中所述芯层和所述包层由玻璃材料组成。
4.根据权利要求1的可变光衰减装置，进一步包含耦合到所述波导并且位于所述弯曲区域之前的光装置，所述光装置选自方向耦合器、干涉仪、多模波导部分以及Mach-Zehnder调制器。
5.根据权利要求1的可变光衰减装置，进一步包含耦合到所述波导并且位于所述弯曲区域之后的光装置，该光装置选自方向耦合器、干涉仪、多模波导部分以及Mach-Zehnder调制器。
6.根据权利要求1的可变光衰减装置，进一步包含耦合到所述波导并且位于所述弯曲区域附近的光装置，该光装置选自方向耦合器、干涉仪、多模波导部分以及Mach-Zehnder调制器。
7.根据权利要求1的可变光衰减装置，进一步包含位于所述弯曲区域之后的一个反馈探测器和光功率分接头，用来探测所述光信号，并且与所述反馈探测器和所述电极相连的反馈电路，用于自动控制离开所述该可变光衰减装置的所述光信号的功率。
8.根据权利要求1的可变光衰减装置，其中所述弯曲区域的长度大约是1厘米并且从所述可变光衰减装置离开的光信号的功率至少被减小30dB。
9.根据权利要求1的可变光衰减装置，进一步包含从波导的输入部分延伸到所述弯曲区域的输入部分的第一锥形部分，其中在所述第一锥形部分上波导的宽度逐渐减小；以及从所述弯曲区域的输出部分延伸到波导的输出部分的第二锥形部分，其中在该第二锥形部分上波导的宽度逐渐增加。
10.根据权利要求9的可变光衰减装置，其中波导的所述输入和输出部分之一具有大约7微米的宽度并且其中所述弯曲区域的宽度大约是3微米。
11.一种可变光衰减的方法，包含提供一个波导，它包含具有第一折射率的包层，具有第二折射率的芯层，并且该包层和该芯层由相同的材料组成，具有第一弯曲半径的弯曲区域，以及置于该弯曲区域上的电极；并且改变在所述弯曲区域中的光信号的光模式的垂直光限制。
12.根据权利要求11的方法，进一步包含耦合位于所述弯曲区域附近的光装置，该光装置选自方向耦合器、干涉仪、多模波导部分以及Mach-Zehnder调制器。
13.根据权利要求11的方法，进一步包含自动控制从所述波导离开的所述光信号的输出功率。
14.根据权利要求13的方法，包含提供位于所述弯曲区域之后的反馈探测器和光功率分接头，用来探测所述光信号；并且提供与所述反馈探测器和所述电极相连的反馈电路来控制从所述波导离开的所述信号的功率。
15.根据权利要求11的方法，包含提供从波导的输入部分延伸到所述弯曲区域的输入部分的第一锥形部分，其中在该第一锥形部分上波导的宽度逐渐减小；以及提供从所述弯曲区域的输出部分延伸到波导的输出部分的第二锥形部分，其中在该第二锥形部分上波导的宽度逐渐增加。
全文摘要
一种可变光衰减器(VOA)包含波导，其中芯层和包层由同类材料组成。该波导还有一个弯曲的区域，其中布置一个电极，使得当该电极接收到一个信号时，波导的弯曲区域的垂直光限制被改变。一种可变光衰减的方法包括提供波导，其中芯层和包层区域由同类材料组成。该波导还有一个弯曲的区域，其中布置一个电极。通过向电极发送信号来改变光信号的光模式的垂直限制。
文档编号G02F1/065GK1505768SQ02808768
公开日2004年6月16日 申请日期2002年1月9日 优先权日2001年2月23日
发明者S·J·卡拉茨, S·M·卡纳, S J 卡拉茨, 卡纳 申请人:纳幕尔杜邦公司