一种优化光分路器结构的制作方法

本发明涉及光分优化技术领域，尤其涉及一种优化光分路器结构。

背景技术：

目前，现有的平面光波导型光分路器一般是采用对称结构，这种光分路器的尺寸由光分路器的长度和输出端的间隔决定。而输出端的间隔常常是非常大的，所以导致现有的光分路的尺寸较大。

中国专利公开号CN1467926，公开日是2004年1月14日，名称为“光功率分路器”的方案中公开了一种光功率分路器，具有一个输入光波导和用于将输入光波导分路成N个信号光的N个输出光波导，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。不足之处在于，这种光分路器的两个输出端间隔较大，导致光分路器的整体尺寸较大。

技术实现要素：

本发明的目的是为解决现有光分路器的两个输出端间隔距离较大，导致光分路器的整体尺寸较大的不足，提供一种光分路器的两个输出端间隔距离小的一种优化光分路器结构。

本发明为达到上述目的所采用的具体技术方案是：

一种优化光分路器结构，包括：设置在包层内高度为6μm的波导光路，所述波导光路由输入波导、锥形波导、一级左弯曲波导、一级右弯曲波导、左过度波导、右过度波导、二级左弯曲波导、二级右弯曲波导、左输出波导和右输出波导组成，

所述输入波导的一端与锥形波导的锥尖连成于一体；

所述一级左弯曲波导的一端与锥形波导的锥底左半端连成于一体，所述一级左弯曲波导的另一端与左过度波导的一端连成于一体，所述左过度波导的另一端与二级左弯曲波导的一端连成于一体，所述二级左弯曲波导的另一端与左输出波导的一端连成于一体；

所述一级右弯曲波导的一端与锥形波导的锥底右半端连成于一体，所述一级右弯曲波导的另一端与右过度波导的一端连成于一体，所述右过度波导的另一端与二级右弯曲波导的一端连成于一体，所述二级右弯曲波导的另一端与右输出波导的一端连成于一体；

其中，所述一级左弯曲波导、二级左弯曲波导、一级右弯曲波导和二级右弯曲波导均是余弦型S弯曲波导，所述一级左弯曲波导、二级左弯曲波导和二级右弯曲波导均朝左偏向布置，所述一级右弯曲波导朝右偏向布置，所述左过度波导、右过度波导、左输出波导和右输出波均朝前布置，且所述左过度波导的中心线、右过度波导的中心线、左输出波导的中心线和右输出波的中心线落在同一个水平平面内；

输入波导的长度为500μm、宽度为6μm；

锥形波导的椎体长度200μm、锥尖宽度为6μm、锥底宽度为12μm；

一级左弯曲波导的光传播路径长度为1000μm、宽度为6μm、弯曲半径为416mm、弯曲角度为0.3438度，左过度波导的长度为1000m、宽度6μm，二级左弯曲波导的光传播路径长度为1000μm、宽度为6μm、弯曲半径为416mm、弯曲角度为0.3438度，左输出波导的长度为2000μm、宽度6μm；

一级右弯曲波导的光传播路径长度为1000μm、宽度为6μm、弯曲半径为416mm、弯曲角度为0.3438度；右过度波导的长度为1000m、宽度6μm，二级右弯曲波导的光传播路径长度为1000μm、宽度为6μm、弯曲半径为416mm、弯曲角度为0.3438度，右输出波导的长度为2000μm、宽度6μm；

左过度波导和右过度波导之间的间距为26μm，左输出波导和右输出波导之间的间距为26μm；所述一级左弯曲波导、二级左弯曲波导、一级右弯曲波导和二级右弯曲波导的横向长度分别为10μm。

本方案中的信号光从锥形波导分别传入到一级左弯曲波导和一级右弯曲波导，然后分别经过左过度波导和右过度波导后，再分别进入到二级左弯曲波导和二级右弯曲波导，再分别从左输出波导和右输出波导输出去。在本方案中，左边和右边都经过两级弯曲波导来传输信号光，当信号光在锥形波导内的分光角度较大时，就让一级左弯曲波导和一级右弯曲波导的张角变大来适应信号光较大的分光角度，但分别通过左过度波导和右过度波导后，信号光分别发生了传播方向的变化。把从左过度波导和右过度波导出去的信号光再分别经过二级左弯曲波导和二级右弯曲波导的传播，就可以把两束输出光的间隔距离 缩短，从而使得光分路器的两个输出端间隔距离小，进而使得光分路器的整体尺寸也变小。

作为优选，在一级左弯曲波导的内侧面和一级右弯曲波导的内侧面之间设有截面呈三角形的分光优化块，分光优化块的一个转角与锥形波导锥底面紧密连接，该转角的相邻两边分别与一级左弯曲波导的内侧面和一级右弯曲波导的内侧面紧密连接，并且分光优化块材料的折射率是波导光路材料的折射率的1.02-2倍。分光优化块对输入的信号光具有增反作用或起增透作用，当分光优化块长度为l_i＝Nλ_i/2n时，该分光优化块对输入信号光的光波起增反作用，与增透作用相比，该分光优化块对输入信号光的光波阻碍作用增大，分光角度偏大，分光区长度缩短；当分光优化块的长度为l_i＝(2N+1)λ_i/4n时，该分光优化块对输入信号光的光波起增透作用，与增反作用相比，该分光优化填充块对输入信号光的光波透射增强，插入损耗降低，分光角度偏小；其中：l_i为分光优化块的长度，N为正整数，λ_i为输入信号光的波长，n为分光优化块的折射率；通过调整分光优化块的长度，便能对波导光路的输入信号光的分光角度进行分光优化调节，进而使得输入信号光能沿着左输出波导和右输出波导的最佳优化路径输出。本方案中的分光优化块对输入信号光的分光角度进行分光优化调节，使得对两路输出信号光之间的间距距离变得可以自由改变，让两路输出信号光之间的间隔距离 变得可调节，使得优化调节效果较好。

作为优选，分光优化块的底端面和波导光路的底端面在同一个水平面上，分光优化块的上端面高于或等于波导光路的上端面。这种结构便于制作，便于对信号光的分光强度和分光角度进行有效控制。

本发明能达到如下效果：

1、本发明稳定性好、制作简单，能较好的把光分路器的两个输出端之间的间隔距离变小，从而使得光分路器的整体尺寸也变小。

2、本发明中的分光优化块对输入信号光的分光角度进行分光优化调节，使得对两路输出信号光之间的间距距离变得可以自由改变，让两路输出信号光之间的间隔距离变得可调节，使得优化调节效果较好。

附图说明

图1是本发明实施例1中的波导光路的一种等轴结构示意图。

图2是本发明实施例1中的波导光路的一种俯视结构示意图。

图3是本发明实施例1中已经优化的两路输出信号光之间间隔距离的一种模拟结构示意图。

图4是现有技术中未优化的两路输出信号光之间间隔距离的一种模拟结构示意图。

图5是本发明实施例2中的波导光路和分光优化块位置结构的一种俯视结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具 体的说明。

实例1，一种优化光分路器结构，图1、图2所示，包括：设置在包层内高度为6μm的波导光路，波导光路由输入波导(10)、锥形波导(5)、一级左弯曲波导(4)、一级右弯曲波导(6)、左过度波导(3)、右过度波导(7)、二级左弯曲波导(2)、二级右弯曲波导(8)、左输出波导(1)和右输出波导(9)组成，

输入波导的一端与锥形波导的锥尖连成于一体；

一级左弯曲波导的一端与锥形波导的锥底左半端连成于一体，一级左弯曲波导的另一端与左过度波导的一端连成于一体，左过度波导的另一端与二级左弯曲波导的一端连成于一体，二级左弯曲波导的另一端与左输出波导的一端连成于一体；

一级右弯曲波导的一端与锥形波导的锥底右半端连成于一体，一级右弯曲波导的另一端与右过度波导的一端连成于一体，右过度波导的另一端与二级右弯曲波导的一端连成于一体，二级右弯曲波导的另一端与右输出波导的一端连成于一体；

其中，一级左弯曲波导、二级左弯曲波导、一级右弯曲波导和二级右弯曲波导均是余弦型S弯曲波导，一级左弯曲波导、二级左弯曲波导和二级右弯曲波导均朝左偏向布置，一级右弯曲波导朝右偏向布置，左过度波导、右过度波导、左输出波导和右输出波均朝前布置，且左过度波导的中心线、右过度波导的中心线、左输出波导的中心线和右输出波的中心线落在同一个水平平面内；

输入波导的长度为500μm、宽度为6μm；

锥形波导的椎体长度200μm、锥尖宽度为6μm、锥底宽度为12μm；

一级左弯曲波导的光传播路径长度为1000μm、宽度为6μm、弯曲半径为416mm、弯曲角度为0.3438度，左过度波导的长度为1000m、宽度6μm，二级左弯曲波导的光传播路径长度为1000μm、宽度为6μm、弯曲半径为416mm、弯曲角度为0.3438度，左输出波导的长度为2000μm、宽度6μm；

一级右弯曲波导的光传播路径长度为1000μm、宽度为6μm、弯曲半径为416mm、弯曲角度为0.3438度；右过度波导的长度为1000m、宽度6μm，二级右弯曲波导的光传播路径长度为1000μm、宽度为6μm、弯曲半径为416mm、弯曲角度为0.3438度，右输出波导的长度为2000μm、宽度6μm；

左过度波导和右过度波导之间的间距为26μm，左输出波导和右输出波导之间的间距为26μm；一级左弯曲波导、二级左弯曲波导、一级右弯曲波导和二级右弯曲波导的横向长度分别为10μm。

图3是本发明实施例中已经优化的两路输出信号光之间间隔距离的一种模拟结构示意图。图3中的线条A表示输入光强(1，Mode0)，线条B表示左输出波导上的光强(2，Mode0)，线条C表示右输出波导上的光强(3，Mode0)，Pathway Monitor为波导光路上的信号光光强，Monitor Value(a.u)为归一化光强，Z(μm)为信号光传输方向上的距离，X(μm)为信号光光强宽度。

图4是现有技术中未优化的两路输出信号光之间间隔距离的一 种模拟结构示意图。

从图3和图4可以看出，本发明的左输出光和右输出光之间的间隔距离明显比现有技术中的左输出光和右输出光之间的间隔距离小许多。

图3与图4相比，很明显输出的两个信号光之间的间隔宽度变窄了，不仅节约空间而且易于制作，可靠性更高。

实例2，参见图5所示，实例2就是在实例1的基础上，又在一级左弯曲波导的内侧面和一级右弯曲波导的内侧面之间设有截面呈三角形的分光优化块(11)，分光优化块的一个转角与锥形波导锥底面紧密连接，该转角的相邻两边分别与一级左弯曲波导的内侧面和一级右弯曲波导的内侧面紧密连接，并且分光优化块材料的折射率是波导光路材料的折射率的1.02-2倍。分光优化块的底端面和波导光路的底端面在同一个水平面上，分光优化块的上端面高于或等于波导光路的上端面。

实例2中的分光优化块对输入信号光的分光角度进行分光优化调节，使得对两路输出信号光之间的间距距离变得可以自由改变，让两路输出信号光之间的间隔距离变得可调节，使得优化调节效果较好。

上面结合附图描述了本发明的实施方式，但实现时不受上述实施例限制，本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变化或修改。