光分插复用器、定向耦合器、光滤波器和光设备的制作方法

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种光分插复用器、定向耦合器、光滤波器和光设备。

背景技术：

近年来，随着物联网、云计算和数据中心等的兴起，涌现出越来越多的新型通信业务。这些新型通信业务使人们对网络带宽的需求日益增加。与传统通信业务相比，新型通信业务往往具有更高的动态特性和不可预测性，因此要求传送网的物理层具有更高的灵活性。光分插复用器(opticaladd-dropmultiplexer，oadm)是目前光网络中很重要的一种滤波器件，它的出现使光网络由简单的点到点网络向更加复杂的环网演进。

基于光栅的oadm可以在很大的波长范围内只有一个滤波峰，这个滤波峰的波长主要由光栅结构的布拉格反射波长决定。边摸抑制比是指主模强度和边摸强度的最大值之比，是衡量oadm的重要指标，现有技术中，非均匀的光栅oadm通过调节光栅齿幅度的大小来进行切趾，以提升边摸抑制比。

然而，采用现有技术的方式，采用调节光栅齿幅度的大小来进行切趾，影响边模抑制比的提高。

技术实现要素：

本申请提供一种光分插复用器、定向耦合器、光滤波器和光设备，以提高边摸抑制比。

本申请第一方面提供一种光分插复用器，通过将定向耦合器中的第一单模波导光栅设置为均匀布拉格光栅，其所有的光栅齿幅度相同，周期相同，每个周期的占空比为50％，第二单模波导光栅设置为非均匀布拉格光栅，其光栅齿幅度相同，相邻两个周期的占空比不同，从而，使得第二单模波导光栅和第一单模波导光栅产生错位位移进行切趾，由于光栅齿幅度相同，因此，有效折射率稳定，有效折射率稳定则中心波长稳定，中心波长稳定，因此，可以提高边摸抑制比。

可选地，所述错位位移大小变化为由λ/2减小到0再由0增加到λ/2，所述λ为所述光栅齿周期。

可选地，所述定向耦合器为至少两个；

所述至少两个定向耦合器级联，以通过多次滤波的方式进一步地提高边摸抑制比。

可选地，所述至少两个定向耦合器通过弯曲波导级联。

可选地，级联的相邻定向耦合器分别为第一定向耦合器和第二定向耦合器；

所述光分插复用器还包括：

第一输入单模波导、第一输出单模波导、第二输入单模波导、第二输出单模波导、第三输入单模波导、第三输出单模波导；

其中，所述第一输入单模波导、所述第一定向耦合器的第一单模波导光栅和所述第一输出单模波导依次相连；

所述第二输入单模波导、所述第一定向耦合器的第二单模波导光栅和所述弯曲波导的输入端依次相连；

所述弯曲波导的输出端、所述第二定向耦合器的第一单模波导光栅和所述第二输出单模波导依次相连；

所述第三输入单模波导、所述第二定向耦合器的第二单模波导光栅和所述第三输出单模波导依次相连。

可选地，还包括：

第一渐变波导、第二渐变波导、第三渐变波导、第四渐变波导、第五渐变波导、第六渐变波导、第七渐变波导和第八渐变波导；

所述第一输入单模波导通过所述第一渐变波导与所述第一定向耦合器的第一单模波导光栅相连；

所述第一定向耦合器的第一单模波导光栅通过所述第二渐变波导与所述第一输出单模波导相连；

所述第二输入单模波导通过所述第三渐变波导与所述第一定向耦合器的第二单模波导光栅相连；

所述第一定向耦合器的第二单模波导光栅通过所述第四渐变波导与所述弯曲波导的输入端相连；

所述弯曲波导的输出端通过所述第五渐变波导与所述第二定向耦合器的第一单模波导光栅相连；

所述第二定向耦合器的第一单模波导光栅通过所述第六渐变波导与所述第二输出单模波导相连；

所述第三输入单模波导通过所述第七渐变波导与所述第二定向耦合器的第二单模波导光栅相连；

所述第二定向耦合器的第二单模波导光栅通过所述第八渐变波导与所述第三输出单模波导相连。

本申请第二方面提供一种定向耦合器，包括：

第一单模波导光栅和第二单模波导光栅；

其中，所述第一单模波导光栅为均匀布拉格光栅，所有的光栅齿幅度相同，每个光栅齿周期的占空比为50％；

所述第二单模波导光栅为非均匀布拉格光栅，所有的光栅齿幅度相同，相邻两个光栅齿周期的占空比不同；

所述第一单模波导光栅的光栅齿幅度大于所述第二单模波导光栅的光栅齿幅度，所述第一单模波导光栅的光栅齿周期与所述第二单模波导光栅的光栅齿周期相同，所述第二单模波导光栅与所述第一单模波导光栅的光栅齿位置错位。

可选地，所述所述错位位移大小变化为由λ/2减小到0再由0增加到λ/2，所述λ为所述光栅齿周期。

本申请第三方面提供一种光滤波器，其包括：

如第一方面所述的光分插复用器。

本申请第四方面提供一种光设备，包括：

如第三方面所述的光滤波器。

附图说明

图1为本申请提供的一种光分插复用器的结构示意图；

图2为本申请提供的另一种光分插复用器的结构示意图；

图3为本申请提供的再一种光分插复用器的结构示意图；

图4为本申请提供的又一种光分插复用器的结构示意图；

图5为本申请提供的再一种光分插复用器的结构示意图；

图6为本申请提供的又一种光分插复用器的结构示意图；

图7为本申请提供的一种光滤波器的结构示意图；

图8为本申请提供的一种光设备的结构示意图。

附图标记说明：

101、101a、101b：第一单模波导光栅；

102、102a、102b：第二单模波导光栅；

1a：第一定向耦合器；

1b：第二定向耦合器；

4：第一输入单模波导；

5：第一输出单模波导；

6：第二输入单模波导；

7：第二输出单模波导；

8：第三输入单模波导；

9：第三输出单模波导；

10：第一渐变波导；

11：第二渐变波导；

12：第三渐变波导；

13：第四渐变波导；

14：第五渐变波导；

15：第六渐变波导；

16：第七渐变波导；

17：第八渐变波导。

具体实施方式

在本申请的实施例中，“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，在本申请的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

现有技术中，采用调节光栅齿幅度的大小来进行切趾，由于光栅齿幅度大小不同，影响模式的有效折射率，模式的有效折射率不稳定，则中心波长不稳定，中心波长不稳定，影响边摸抑制比的提高。

本申请提供的光分插复用器通过设置定向耦合器中其中一个单模波导光栅的每两个相邻的光栅齿周期的占空比不同，从而使得定向耦合器中的两个单模波导光栅产生错位位移，即以调节光栅齿周期的占空比对进入定向耦合器中的光信号进行切趾，由于光栅齿的幅度保持不变，因此，模式的有效折射率不变，则中心波长稳定，从而，提高边模抑制比。并进一步地，通过级联的方式将多个定向耦合器进行级联，以通过多次滤波的方式，进一步地提高边模抑制比。

下面以几个实施例为例对本申请的技术方案进行描述，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本申请提供的一种光分插复用器的结构示意图，如图1所示，该光分插复用器包括定向耦合器，定向耦合器包括：第一单模波导光栅101和第二单模波导光栅102。

其中，第一单模波导光栅101为均匀布拉格光栅，其所有的光栅齿幅度相同，周期相同，每个周期的占空比为50％。

第二单模波导光栅102为非均匀布拉格光栅，其所有的光栅齿幅度相同，周期相同，但相邻两个周期的占空比不同，例如：第一个周期的占空比为50％，第二个周期为40％，第三个周期为30％，第四个周期为20％等。

第一单模波导光栅101的光栅齿周期和第二单模波导光栅102的光栅齿周期相同；第一单模波导光栅101的光栅齿幅度大于第二单模波导光栅102的光栅齿幅度，用于抑制波导间的定向耦合。第二单模波导光栅102的光栅齿位置与第一单模波导光栅101的光栅齿位置错位。可选地，错位位移大小变化可以为沿光信号的传播方向由λ/2减小到0再由0增加到λ/2，其中，λ为光栅齿周期。错位位移与沿光信号的传播方向的关系可以以高斯型函数或者其他具备与高斯型函数类似特征的函数表示。

当光信号进入第一单模波导光栅101中，满足相位匹配条件的te0零阶模式的信号，被反向耦合进入第二单模波导光栅中进行反向传输。如，从第一单模波导光栅101的端口1011进入的光信号，满足相位匹配条件的信号从第二单模波导光栅102的端口1021输出，不满足相位匹配条件的信号从第一单模波导光栅101的端口1012输出。

其中，相位匹配条件为：(n01+n02)/2＝λ/λ；式中n01为第一单模波导光栅101的te0零阶模式有效折射率，n02为第二单模波导光栅102的te0零阶模式有效折射率，λ为谐振波长，λ为光栅齿周期。

本实施例，通过将定向耦合器中的第一单模波导光栅设置为均匀布拉格光栅，其所有的光栅齿幅度相同，周期相同，每个周期的占空比为50％，第二单模波导光栅设置为非均匀布拉格光栅，其光栅齿幅度相同，相邻两个周期的占空比不同，从而，使得第二单模波导光栅和第一单模波导光栅产生错位位移，错位位移与沿光信号的传播方向的关系满足高斯型函数或者其他具备与高斯型函数类似特征的函数，由于光栅齿幅度相同，因此，有效折射率稳定，有效折射率稳定则中心波长稳定，中心波长稳定，因此，可以提高边摸抑制比。

图2为本申请提供的另一种光分插复用器的结构示意图，图2是在图1所示实施例的基础上，通过将多个相同的定向耦合器级联，以进一步地提高边摸抑制比，图2中以将两个定向耦合器级联为例进行示出。

可选地，相邻的两个定向耦合器可以通过弯曲波导3进行级联，其中，弯曲波导3可以为弧形，如图2所示；弯曲波导3也可以为半圆形，如图3所示，图3为本申请提供的再一种光分插复用器的结构示意图；弯曲波导3也可以为s形，如图4所示，图4为本申请提供的又一种光分插复用器的结构示意图；弯曲波导3也就可以为其他任何具有弯曲形状的不规则形，对此，本申请不做限制。

本实施例，通过级联多个定向耦合器，通过多次滤波的方式，进一步地提高边摸抑制比。

图5为本申请提供的再一种光分插复用器的结构示意图，如图5所示，图5是在图2所示实施例的基础上，级联的两个定向耦合器分别为第一定向耦合器1a和第二定向耦合器1b

进一步地，还包括：第一输入单模波导4、第一输出单模波导5、第二输入单模波导6、第二输出单模波导7、第三输入单模波导8、第三输出单模波导9。

其中，所述第一输入单模波导4、所述第一定向耦合器1a的第一单模波导光栅101a和所述第一输出单模波导4依次相连。

所述第二输入单模波导6、所述第一定向耦合器1a的第二单模波导光栅102a和所述弯曲波导3的输入端依次相连。

所述弯曲波导3的输出端、所述第二定向耦合器1b的第一单模波导光栅101b和所述第二输出单模波导7依次相连。

所述第三输入单模波导8、所述第二定向耦合器1b的第二单模波导光栅102b和所述第三输出单模波导9依次相连。

当光信号进入第一输入单模波导4，从第一输入单模波导4进入第一定向耦合器1a的第一单模波导光栅101a中，满足相位匹配条件的te0零阶模式的信号，被反向耦合进入第一定向耦合器1a的第二单模波导光栅102a中进行反向传输，从第二单模波导光栅102a进入弯曲波导3，从弯曲波导3进入第二定向耦合器1b的第一单模波导光栅101b，满足相位匹配条件的te0零阶模式的信号，被反向耦合进入第二定向耦合器1b的第二单模波导光栅102b，从第二单模波导光栅102b进入第三输出单模波导9。

当光信号进入第一输入单模波导4，从第一输入单模波导4进入第一定向耦合器1a的第一单模波导光栅101a中，不满足相位匹配条件的的信号，从第一输出单模波导5输出。

光信号从弯曲波导3进入第二定向耦合器1b的第一单模波导光栅101b，不满足相位匹配条件的的信号，从第二输出单模波导7输出。

其中，相位匹配条件为：(n01+n02)/2＝λ/λ；式中n01为第一单模波导光栅的te0零阶模式有效折射率，n02为第二单模波导光栅的te0零阶模式有效折射率，λ为谐振波长，λ为光栅齿周期。

本实施例，通过将定向耦合器中的第二单模波导光栅设置为非均匀布拉格光栅，其光栅齿幅度相同，相邻两个周期的占空比不同，从而，使得第二单模波导光栅和第一单模波导光栅产生错位位移，错位位移与沿光信号的传播方向的关系满足高斯型函数或者其他具备与高斯型函数类似特征的函数，由于光栅齿幅度相同，因此，有效折射率稳定，有效折射率稳定则中心波长稳定，中心波长稳定，因此，可以提高边摸抑制比。并且，进一步地，通过级联两个定向耦合器，通过两次滤波的方式，进一步地提高边摸抑制比。

图6为本申请提供的又一种光分插复用器的结构示意图，图6是在图5所示实施例的基础上，进一步地，当单模波导之间的端口大小不同时，通过渐变波导相连，如图6中，还包括：

第一渐变波导10、第二渐变波导11、第三渐变波导12、第四渐变波导13、第五渐变波导14、第六渐变波导15、第七渐变波导16和第八渐变波导17。

所述第一输入单模波导4通过所述第一渐变波导10与所述第一定向耦合器1a的第一单模波导光栅101a相连；

所述第一定向耦合器1a的第一单模波导光栅101a通过所述第二渐变波导11与所述第一输出单模波导5相连；

所述第二输入单模波导6通过所述第三渐变波导12与所述第一定向耦合器1a的第二单模波导光栅102a相连；

所述第一定向耦合器1a的第二单模波导光栅102a通过所述第四渐变波导13与所述弯曲波导3的输入端相连；

所述弯曲波导3的输出端通过所述第五渐变波导14与所述第二定向耦合器1b的第一单模波导光栅101b相连；

所述第二定向耦合器1b的第一单模波导光栅101b通过所述第六渐变波导15与所述第二输出单模波导7相连；

所述第三输入单模波导8通过所述第七渐变波导16与所述第二定向耦合器1b的第二单模波导光栅102b相连；

所述第二定向耦合器1b的第二单模波导光栅102b通过所述第八渐变波导17与所述第三输出单模波导9相连。

当光信号进入第一输入单模波导4，从第一输入单模波导4进入第一渐变波导10，从第一渐变波导10进入第一定向耦合器1a的第一单模波导光栅101a中，满足相位匹配条件的te0零阶模式的信号，被反向耦合进入第一定向耦合器1a的第二单模波导光栅102a中进行反向传输，从第二单模波导光栅102a进入第四渐变波导13，再进入弯曲波导3，从弯曲波导3进入第五渐变波导14，再进入第二定向耦合器1b的第一单模波导光栅101b，满足相位匹配条件的te0零阶模式的信号，被反向耦合进入第二定向耦合器1b的第二单模波导光栅102b，从第二单模波导光栅102b进入第八渐变波导17第三输出单模波导9。

当光信号进入第一输入单模波导4，从第一输入单模波导4进入第一渐变波导10，从第一渐变波导10进入第一定向耦合器1a的第一单模波导光栅101a中，不满足相位匹配条件的的信号，进入第二渐变波导11从第一输出单模波导5输出。

光信号从弯曲波导3进入第五渐变波导14，再进入第二定向耦合器1b的第一单模波导光栅101b，不满足相位匹配条件的的信号，进入第六渐变波导15，再从第二输出单模波导7输出。

其中，相位匹配条件为：(n01+n02)/2＝λ/λ；式中n01为第一单模波导光栅的te0零阶模式有效折射率，n02为第二单模波导光栅的te0零阶模式有效折射率，λ为谐振波长，λ为光栅齿周期。

本实施例，通过渐变波导连接端口大小不同的单模波导，提高了光分插复用器的灵活性，通过将定向耦合器中的第二单模波导光栅设置为非均匀布拉格光栅，其光栅齿幅度相同，相邻两个周期的占空比不同，从而，使得第二单模波导光栅和第一单模波导光栅产生错位位移，错位位移与沿光信号的传播方向的关系满足高斯型函数或者其他具备与高斯型函数类似特征的函数，由于光栅齿幅度相同，因此，有效折射率稳定，有效折射率稳定则中心波长稳定，中心波长稳定，因此，可以提高边摸抑制比。并且，进一步地，通过级联两个定向耦合器，通过两次滤波的方式，进一步地提高边摸抑制比。

图7为本申请提供的一种光滤波器的结构示意图，其包括如图1-图6任一所示的光分插复用器。

图8为本申请提供的一种光设备的结构示意图，其包括如图7所示的光滤波器。