专利名称：平面波导型光隔离器的制作方法
技术领域：
本发明有关一种光隔离器，特别是指一种用于光纤通信中平面波导型单纤双向光电器件中用来回反光隔离的平面波导型光隔离器。
背景技术：
光纤通信系统中，半导体激光器对回反光非常敏感，该回反光会引起半导体激光器性能不稳定。因此，需要光隔离器隔离该回反光。目前市场上现有的光隔离器多为经典的光隔离器，如采用法拉第磁光旋转晶体型光隔离器、双折射晶体型光隔离器，用于同轴光电器件的封装中。对于平面波导型(PLC，Planar Lightwave Circuit)光电器件，经典光隔离器不易集成封装于器件中，其主要原因是隔离器本身尺寸较大，并且隔离器垂直于光传播方向放置，会增大器件的封装尺寸，另外经典隔离器的材料与平面波导型光电器件的材料不同，存在较大的插入损耗。借鉴于波导型马赫-曾德尔干涉仪(MZI,Mach-Zahnder interferometer)对双波长具有较好的分波特性，采用与其类似的干涉仪结构，再结合耦合器可以实现光波特定方向的传播。马赫-曾德尔干涉仪的结构包括两个相同的50 50定向耦合器I、II以及两条干涉臂，如图I所示，干涉臂会引起两束光波的相位差，利用两束光在耦合器II处干涉，对于双波长λ” λ2，形成λ 1在输出端7相长、在输出端8相消，λ 2在输出端7相消、在输出端8相长，从而实现分波的功能。然而马赫-曾德尔干涉仪为2X2型元件，不能实现单纤输入单纤输出的功能。通过在干涉仪后端的输出端7、8增加1X2耦合器，可以实现上行信号单纤输出的功能，但是对于下行信号，破坏了马赫-曾德尔干涉仪的相长、相消条件，使得马赫-曾德尔干涉仪无法实现单纤输出。因此需要对干涉仪进行改进。如图2所示，首先对于下行信号，由波导9输入，之后通过I Χ2耦合器分波为50 50的两束光波，分别记为Ε7、Ε8，两光波为复振幅信息，包含振幅与相位。为简化工艺，定向I禹合器Ι、π米用相同的对称结构(其分光比不再是50 : 50),记波长λ P λ 2在定向耦合器I、II内的传播常数分别为kA1、kA2，耦合器的有效耦合距离为1，记α λ = kAl，波导9入射光波为Etl，满足
权利要求
1.一种平面波导型光隔离器，其包括有芯层，其特征在于，所述芯层包括有依次相连的第一波导、第一定向耦合器、并行设置的上干涉臂与下干涉臂、第二定向耦合器、1X2耦合器、第二波导，该第一定向耦合器还连接有半圆环的第三波导，该第三波导连接有第四波导，该第一波导为上行信号的输入波导，第二波导为下行信号及回波信号的输入波导，该第一定向耦合器与第二定向耦合器用以光束的横向耦合，该上干涉臂与下干涉臂用以引入相干相位差，该I X 2耦合器用以分波与合波，该半圆环的第三波导以及第四波导用以输出回波信号。
2.如权利要求I所述的平面波导型光隔离器，其特征在于，所述1X2耦合器包括并行设置的上臂与下臂。
3.如权利要求I所述的平面波导型光隔离器，其特征在于，所述第一定向耦合器与第二定向耦合器为O :100耦合器。
4.如权利要求2所述的平面波导型光隔离器，其特征在于，所述上行信号由第一波导进入隔离器，上行信号通过第一定向耦合器后进入下干涉臂，之后通过第二定向耦合器后进入I X 2耦合器的下臂，最终由第二波导输出；所述下行信号由第二波导输入，经过I X 2耦合器的能量分配后，分别由上臂与下臂传输，两路信号通过第二定向耦合器后进入上干涉臂与下干涉臂，上、下干涉臂存在相位差，引起两束信号相位信息的改变，再通过第一定向耦合器后，两路光发生干涉，对于下行信号满足在第一波导处干涉相长，在第三波导处干涉相消，下行信号由第一波导输出。
5.如权利要求2所述的平面波导型光隔离器，其特征在于，所述回波信号在第一波导处干涉相消，在第三波导处干涉相长，回波信号由第三波导输出，之后进入第四波导输出。
6.如权利要求I所述的平面波导型光隔离器，其特征在于，所述第一定向耦合器、第二定向耦合器、I X 2耦合器以及上干涉臂与下干涉臂均包含有弯曲波导，该弯曲波导的曲率半径均大于4mm。
全文摘要
本发明公开了一种平面波导型光隔离器，其包括芯层，该芯层包括有依次相连的第一波导、第一定向耦合器、并行设置的上干涉臂与下干涉臂、第二定向耦合器、1×2耦合器、第二波导，该第一定向耦合器还连接有半圆环的第三波导，该第三波导连接有第四波导，该第一波导为上行信号的输入波导，第二波导为下行信号及回波信号的输入波导，该半圆环的第三波导以及第四波导用以输出回波信号。本发明平面波导型光隔离器可使得回波信号无法从原输入端口处反向输出；另外，该隔离器对上行信号与下行信号具有很小的插入损耗。
文档编号G02B6/28GK102736182SQ20121018396
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者余向红, 刘成刚, 胡百泉 申请人:武汉电信器件有限公司