一种光分路器及其光耦合单元的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种光分路器及其光耦合单元。
【背景技术】
[0002] 光网络系统通常需要将光信号进行耦合、分束、分配，而上述功能一般将通过光耦 合器和光分路器来实现。光分路器是光纤链路中最重要的无源器件之一，已广泛应用用于 无源光网络（P0N)、光信号监测等光通信系统中。光分路器是一种具有1~2个输入端和多 个输出端的器件，一般常用MXN来表不一个光分路器有M个输入端和N个输出端。在现有 技术中，通常使用的光分路器一般都是1XN或2XN的光分路器。
[0003]光分路器的分光比是指光分路器的支路数以及各支路上光功率的比例。在现有技 术中，光分路器均为分光比固定的分光器，从1 :2~1 :128、2 :2~2 :128不等。图1为现 有技术中的光分路器的结构示意图。如图1所示，现有的光分路器在内部结构上一般都是 由多级1X2的光耦合单元级联的方式集成实现。现有技术中的光分路器的不同分支的分 光比例以及分光的支路数都是固定不变的，而且该光分路器对1260~1630nm范围内的波 长不敏感，分光比均保持不变。
[0004] 由于现有技术中的光分路器的分光比一般均是固定不变的，因此在P0N网络的实 际部署中将出现以下所述的一些问题：
[0005] 1、由于单P0N口下所接入的用户数是千差万别的，因此在进行网络部署和备品备 件是需要准备或使用1 :2~1 :128、2 :2~2 :128等十几种不同分光类型的光分路器，备品 备件等运维成本也比较高。
[0006] 2、当单P0N口下FTTx接入的用户数发生变化对，将对光分路器的分光比提出调整 要求。在现有技术中，针对用户数增加的场景，可新叠加部署光分路器，但该解决方式需要 消耗更多的宝贵的主干接入光纤；现有技术中也可在最初部署时直接部署具有大分光比的 光分路器，但该解决方式将造成大量场景下光分路器端口虽使用较少，但上下行插损仍然 为大分光比插损，从而导致功率预算紧张。
[0007] 3、单P0N口下不同用户的距离存在较大差异，或不同配线光纤的链路损耗存在较 大差异（如部署施工时的弯曲损耗等)，因此功率预算一般都只能按照最差链路来计算，因 此将造成距离较近或损耗较小的链路功率预算的浪费，甚至可能出现功率过载问题，同时 也对光线路终端（0LT)接收机的自动增益控制（AGC)提出了挑战。
[0008] 综上可知，由于现有技术中的光分路器具有如上所述的缺点，因此如何提出一种 具有更好的性能的光分路器，已经成为本领域中亟需解决的问题。
【发明内容】
[0009]有鉴于此，本发明提供了一种光分路器及其光耦合单元，从而可以实现光分路器 的分光比的动态可调。
[0010] 本发明的技术方案具体是这样实现的：
[0011] -种光稱合单兀，该光稱合单兀至少包括：一个输入端口、两个输出端口和设置于 输入端口和输出端口之间的耦合区；
[0012] 所述耦合区的波导宽度小于典型波导宽度，使得所述光耦合单元的单个输出端的 输出光功率与总输出光功率的比值随所使用的指定波长范围内的光波波长的变化而变化。
[0013] 较佳的，所述耦合区的波导宽度为2~3iim。
[0014] 较佳的，所述指定波长范围1260~1630nm。
[0015] 较佳的，所述光耦合单元为熔融拉锥型光耦合单元或平行双波导型光耦合单元。
[0016] 本发明还提出了一种光分路器，该光分路器至少包括：多个光耦合单元；
[0017] 所述多个光耦合单元通过级联的方式连接；
[0018] 其中，有至少一个光耦合单元为上述的光耦合单元。
[0019] 较佳的，所述光分路器中的第一级光耦合单元为上述的光耦合单元。
[0020] 较佳的，所述光分路器中的第一级光耦合单元和一个第二级光耦合单元为权利要 求1中所述的光耦合单元。
[0021] 由上述技术方案可见，在本发明的技术方案中，由于对光分路器的各级光耦合单 元的耦合区的波导宽度进行了改进，使得所述耦合区的芯径或波导宽度小于典型值，以使 得所述光耦合单元的单个输出端的输出光功率与总输出光功率的比值将随所使用的指定 波长范围内的光波波长的变化而变化。因此，可以通过使用指定波长范围内的不同波长的 光波的方式，使得所述光耦合单元具有不同的分光比，从而实现了光耦合单元的分光比的 动态可调。进一步的，还基于上述分光比动态可调的光耦合单元提出了一种分光比动态可 调的光分路器，使得当使用指定波长范围内的不同波长的光波时，上述分光比动态可调的 光分路器将具有不同的分光比，从而实现了光分路器的分光比的动态可调。所以，如果在 P0N网络的实际部署中使用上述分光比动态可调的光分路器，就可以在网络部署、运营维护 和备品备件中仅采用一种或少数几种物理分光比光分路器，从而大大减少需要准备或使用 的光分路器的种类，大大降低设备成本和运维成本。另外，通过使用上述分光比动态可调的 光分路器，即可根据单P0N口下的用户数、用户传输距离等因素，适当配置光分路器的逻辑 分光比，以匹配网络需求。此外，当逻辑分光比小于物理分光比时，其插入损耗将随逻辑分 光比的降低线性下降，而现有的光分路器中无论使用几个输出端口，其插入损耗均无法下 降。再者，通过使用上述分光比动态可调的光分路器，还可以通过分光比的改变来动态调整 不同支路的光功率，从而更好地匹配各支路的链路功率预算，使得网络部署变得更加灵活 和便捷。
【附图说明】
[0022] 图1是现有技术中的光分路器的结构示意图。
[0023] 图2为本发明实施例中的熔融拉锥型光耦合单元的结构示意图。
[0024] 图3为本发明实施例中的平面波导型光耦合单元的结构示意图。
[0025] 图4为本发明实施例中的光耦合单元输出端的光功率比例随波长而变化的示意 图。
[0026] 图5是本发明实施例中分光比动态可调的光分路器的结构示意图一。
[0027] 图6是本发明实施例中分光比动态可调的光分路器的结构示意图二。
【具体实施方式】
[0028] 为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本 发明作进一步详细的说明。
[0029] 光分路器按照工作原理一般可以分为烙融拉锥型（FBT，FusedBiconicalTaper) 光分路器和平面波导型（PLC)光分路器两种，而光分路器一般由多级1X2的光耦合单元通 过级联的方式连接而成，因此，可将熔融拉锥型光分路器中的光耦合单元称为熔融拉锥型 光耦合单元，并将平面波导型光分路器中的光耦合单元称为平面波导型光耦合单元。
[0030] 图2为本发明实施例中的熔融拉锥型光耦合单元的结构示意图。如图2所示，熔 融拉锥型光耦合单元是将两根(或两根以上）除去涂覆层的光纤以一定的方法靠拢，在高温 加热下熔融，同时向两侧拉伸，最终在加热区形成双锥体形式的特殊波导结构。因此，如图2 所示，本发明实施例中的光耦合单元可主要包括：一个输入端口、两个输出端口和耦合区。 在奉禹合区的两侧还设置有一个渐变区。假设输入端口的光功率为P0,第一输出端口的光功 率为P1，第二输出端口的光功率为P2,耦合区长度为w，渐变区长度为L;由于在耦合区的光 纤纤芯被熔融拉长，芯径r变小，因此即便光信号的单模也会有部分在芯径外传播，从而耦 合到临近的另一芯径中。所以，在不考虑耦合的附加损耗的情况下可以有：
[0031] PI=P0?cos2(kz),P2=P0?sin2(kz) (1)
[0032] 其中，z为f禹合芯径的长度，k为f禹合系数，该f禹合系数k与w、L、f禹合区内两根光 纤的芯径（即波导宽度的一半）差Ar以及波长相关。由上述的公式（1)可知，当精确地控 制w、L以及Ar的数值，使得k 时，即可使得两个输出端的光功率相等，从而使得 4 所述光耦合单元实现均匀分光。
[0033] 对于上