专利名称：一种玻璃基集成光学器件中光波导结构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于集成光学领域，尤其涉及一种玻璃基集成光学中光波导的Y分支结构和应用。
背景技术：
在国内市场上，ADSL仍然是宽带接入网的主流，然而，在宽带接入层面，下一代的网络必然是光纤到户。这是因为融合性业务对带宽提出了更高的要求。光纤通信具有频带宽、容量大、单位带宽成本低、可承载高质量视频、绿色环保等特点，它的使用可以在接入环节更好地适应融合性业务发展需要。国内光纤到户的进度已逐渐加快，而光分路器是用于无源光网络的一个基本器件，届时光分路器的需求量将会比较大。
发明内容本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种损耗低、效率高的玻璃基集成光学器件中光波导结构。本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现一种玻璃基集成光学器件中光波导结构，其特征在于，该结构包括长直波导，线性展宽波导，第一圆弧形弯曲波导、第二圆弧形弯曲波导，所述的线性展宽波导一端连接长直波导，另一端分别连接第一圆弧形弯曲波导和第二圆弧形弯曲波导，构成1X2的Y型分支结构，所述的长直波导的宽度与线性展宽波导起始节点宽度的宽度相等，所述的线性展宽波导以长直波导的中心线为中心向两侧延伸，并在其末端分为两边，分别连接第一圆弧形弯曲波导和第二圆弧形弯曲波导，所述的第一圆弧形弯曲波导和第二圆弧形弯曲波导以长直波导的中心线为中心向两侧完全，其中第一圆弧形弯曲波导的曲率半径为15000 100000 iim，所述的第二圆弧形弯曲波导的曲率半径为15000 100000 u m。所述的长直波导的宽度为I. 5 18 ii m，长度为100 2000 u m。所述的线性展宽波导的长度为50 800 V- m,末端的宽度为3 40 ii m。所述的第一圆弧形弯曲波导的宽度为I. 5 18 iim，第一圆弧形弯曲波导的起始点切线方向与水平方向的夹角为0. 1-1度，第一圆弧形弯曲波导的末端处切线方向与水平方向的夹角为0. 7-10度。所述的第二圆弧形弯曲波导的宽度为I. 5 18 iim，第二圆弧形弯曲波导的起始点切线方向与水平方向的夹角为0. 1-1度，第一圆弧形弯曲波导的末端处切线方向与水平方向的夹角为0. 7-10度。所述的第一圆弧形弯曲波导和第二圆弧形弯曲波导的曲率半径和宽度相等或不
坐寸o所述的第一圆弧形弯曲波导和第二圆弧形弯曲波导的末端各连一个所述Y型分支结构，构成1X4的分支结构，并在其末端继续连接所述Y型分支结构，构成1X8的分支结构、IX 16的分支结构、1X32的分支结构、1X64的分支结构、IX 128的分支结构或1X256的分支结构。与现有技术相比，本实用新型Y分支结构主要用于光能量的均分和合波。这种结构包含一个输入端和两个输出端。输入端用于接收前端其它光路传播过来的光能量。两个输出端把一分为二的光能量传播给后续的光路，以完成其它目的或功能。将该Y分支结构依次连接，可以得至IJ I X 4，I X 8，I X 16，I X 32，I X 64，I X 128，I X 256功能性器件。与普通分支结构相比，本实用新型的Y分支结构，在保证光波传输损耗低的同时，光路的几何形状参数更加灵活多变，根据合理安排可以有效地缩短1X4，1X8，I X 16，I X 32，1X64，I X 128，I X 256功能性器件的长度·。
图I为现有Y型分支结构示意图；图2为本实用新型玻璃基集成光学器件中光波导结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。实施例I如图2所示，一种玻璃基集成光学器件中光波导结构，该结构由长直波导201，线性展宽波导202，第一圆弧形弯曲波导203和第二圆弧形弯曲波导211组成。长直波导201作为输入端，节点P215是长直波导201的末端，长直波导201的长度是L211，宽度是W204。线性展宽波导202的起始节点是P215，终止节点是P216，长度是L205，末端的宽度是W212。第一圆弧形弯曲波导203和第二圆弧形弯曲波导211的起始节点分别是P217和P218，节点P217和节点P218都位于线性展宽波导202末尾一端的边界上，第一圆弧形弯曲波导203的曲率半径分别为R219和第二圆弧形弯曲波导211的曲率半径为R208，第一圆弧形弯曲波导203的宽度是W213，第二圆弧形弯曲波导211的宽度是W214。角度A209是第一圆弧形弯曲波导203在节点P217处的切线方向与水平方向的夹角。角度A210是第一圆弧形弯曲波导203在末尾处的切线方向与水平方向的夹角。角度A220是第二圆弧形弯曲波导211在节点P218处的切线方向与水平方向的夹角。角度A221是第二圆弧形弯曲波导211在末尾处的切线方向与水平方向的夹角。其中长直波导201的宽度W204为1211111，长度1211为800 y m ;线性展宽波导202的长度L205为200 u m,末端的宽度W212为24 y m ;第一圆弧形弯曲波导203的曲率半径R219为20000 u m,宽度W213为12 y m，起始点角度A209为0. 3度，末端角度A210为I. 5度。第二圆弧形弯曲波导211的曲率半径R208为20000iim，宽度W214为12iim，起始点角度A220为0. 3度，末端角度A221为I. 5度。第一圆弧形弯曲波导203和第二圆弧形弯曲波导211的曲率半径和宽度可以不相等。第二圆弧形弯曲波导211的末端偏离Y分支中心线的距离为W207，且满足(W207) = (R208) [cos (A220)-cos (A221) ] (I)第二圆弧形弯曲波导211的末端在水平方向上偏离节点P215的距离为L206，且满足(L206) = (L205) + (R208) [sin (A221)-sin (A220) ] (2)[0021]如图I所示，是一种最普通的Y分支结构，它由用作输入端口的长直波导101，以及两个输出直 波导102和直波导112组成，长直波导101的长度是L108，宽度是W103，末端节点是P112。直波导102的长度是L109，宽度是W110，与水平方向的夹角为A105。输出端口的末端偏离Y分支中心线的距离为W107，且满足(W107) = (L109) sin(A105) (3)输出端口的末端在水平方向上偏离节点P112的距离为L106，且满足(L106) = (L109) cos(A105) (4)从以上4个式子比较可以知道，在保证损耗比较低的情况下，当横向展宽W207与W107相等时，L206可以小于L106，它表示本实用新型的Y型分支结构在横向展宽量相同时，长度可以更小。实施例2其中长直波导201的宽度W204为I. 5 y m，长度L211为100 y m ;线性展宽波导202的长度L205为50 ii m，末端的宽度W212为3 y m ;第一圆弧形弯曲波导203的曲率半径R219为15000 u m,宽度W213为I. 5 y m,起始点角度A209为0. I度，末端角度A210为0. 7度。第二圆弧形弯曲波导211的曲率半径R208为15000iim，宽度W214为起始点角度A220为0. I度，末端角度A221为0. 7度。第一圆弧形弯曲波导203和第二圆弧形弯曲波导211的曲率半径和宽度相等。再在第一圆弧形弯曲波导203和第二圆弧形弯曲波导211末端分别再各连接一个Y型分支结构，构成一个一分为四即(1X4)的分支结构，其余同实施例I。实施例3其中长直波导201的宽度W204为18 y m，长度L211为2000 y m ;线性展宽波导202的长度L205为800 u m,末端的宽度W212为40 y m ;第一圆弧形弯曲波导203的曲率半径R219为100000 u m,宽度W213为18 y m，起始点角度A209为I度，末端角度A210为10度。第二圆弧形弯曲波导211的曲率半径R208为lOOOOOiim，宽度W214为18iim，起始点角度A220为I度，末端角度A221为10度。第一圆弧形弯曲波导203和第二圆弧形弯曲波导211的曲率半径和宽度相等。再在第一圆弧形弯曲波导203和第二圆弧形弯曲波导211末端分别再各连接一个Y型分支结构，并在新的四个圆弧形弯曲波导的末端继续各连接一个Y型分支结构，构成一个一分为八即(1X8)的分支结构，其余同实施例I。实施例4其中长直波导201的宽度W204为1011111，长度1211为1000 y m ;线性展宽波导202的长度L205为500 u m,末端的宽度W212为22 y m ;第一圆弧形弯曲波导203的曲率半径R219为50000 u m,宽度W213为10 y m，起始点角度A209为0. 5度，末端角度A210为5度。第二圆弧形弯曲波导211的曲率半径R208为60000iim，宽度W214为12iim，起始点角度A220为0. 5度，末端角度A221为5度。第一圆弧形弯曲波导203和第二圆弧形弯曲波导211的曲率半径和宽度不相等。其余同实施例I。将本实用新型利用于玻璃基光分路器芯片，还可构成1X16的分支结构、1X32的分支结构、I X 64的分支结构、I X 128的分支结构或1X256的分支结构等等。并合理调整其分支结构的参数，可以缩短器件总体长度。
权利要求1.一种玻璃基集成光学器件中光波导结构，其特征在于，该结构包括长直波导，线性展宽波导，第一圆弧形弯曲波导、第二圆弧形弯曲波导，所述的线性展宽波导一端连接长直波导，另一端分别连接第一圆弧形弯曲波导和第二圆弧形弯曲波导，构成1X2的Y型分支结构，所述的长直波导的宽度与线性展宽波导起始节点宽度的宽度相等，所述的线性展宽波导以长直波导的中心线为中心向两侧延伸，并在其末端分为两边，分别连接第一圆弧形弯曲波导和第二圆弧形弯曲波导，所述的第一圆弧形弯曲波导和第二圆弧形弯曲波导以长直波导的中心线为中心向两侧完全，其中第一圆弧形弯曲波导的曲率半径为15000 100000 iim，所述的第二圆弧形弯曲波导的曲率半径为15000 100000 y m。
2.根据权利要求I所述的一种玻璃基集成光学器件中光波导结构，其特征在于，所述的长直波导的宽度为I. 5 18 ii m，长度为100 2000 u m。
3.根据权利要求I所述的一种玻璃基集成光学器件中光波导结构，其特征在于，所述的线性展宽波导的长度为50 800 V- m,末端的宽度为3 40 ii m。
4.根据权利要求I所述的一种玻璃基集成光学器件中光波导结构，其特征在于，所述的第一圆弧形弯曲波导的宽度为I. 5 18y m，第一圆弧形弯曲波导的起始点切线方向与水平方向的夹角为0. 1-1度，第一圆弧形弯曲波导的末端处切线方向与水平方向的夹角为0.7-10 度。
5.根据权利要求I所述的一种玻璃基集成光学器件中光波导结构，其特征在于，所述的第二圆弧形弯曲波导的宽度为I. 5 18y m，第二圆弧形弯曲波导的起始点切线方向与水平方向的夹角为0. 1-1度，第一圆弧形弯曲波导的末端处切线方向与水平方向的夹角为0.7-10 度。
6.根据权利要求I所述的一种玻璃基集成光学器件中光波导结构，其特征在于，所述的第一圆弧形弯曲波导和第二圆弧形弯曲波导的曲率半径和宽度相等或不等。
7.根据权利要求I所述的一种玻璃基集成光学器件中光波导结构，其特征在于，所述的第一圆弧形弯曲波导和第二圆弧形弯曲波导的末端各连一个所述Y型分支结构，构成I X 4的分支结构，并在其末端继续连接所述Y型分支结构，构成I X 8的分支结构、I X 16的分支结构、I X 32的分支结构、I X 64的分支结构、I X 128的分支结构或I X 256的分支结构。
专利摘要本实用新型涉及一种玻璃基集成光学器件中光波导结构，该结构包括长直波导，线性展宽波导，第一圆弧形弯曲波导、第二圆弧形弯曲波导，所述的线性展宽波导一端连接长直波导，另一端分别连接第一圆弧形弯曲波导和第二圆弧形弯曲波导，构成1×2的Y型分支结构，所述的长直波导的宽度与线性展宽波导起始节点宽度的宽度相等，所述的线性展宽波导以长直波导的中心线为中心向两侧延伸，并在其末端分为两边，分别连接第一圆弧形弯曲波导和第二圆弧形弯曲波导，所述的第一圆弧形弯曲波导和第二圆弧形弯曲波导以长直波导的中心线为中心向两侧完全，其中第一圆弧形弯曲波导的曲率半径为15000～100000μm，所述的第二圆弧形弯曲波导的曲率半径为15000～100000μm。与现有技术相比，本实用新型具有损耗低、效率高等优点。
文档编号G02B6/125GK202512264SQ201220134119
公开日2012年10月31日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者商惠琴, 杨建义, 王明华, 王毅强, 肖熠, 郝寅雷 申请人:上海光芯集成光学股份有限公司