玻璃基光功分器的研制.pdf

1、光功分器在光通信系統(tǒng)、光纖用戶網、光無源網絡(PON)、光纖CATV、光局域網等網絡中被廣泛的應用。它可以實現(xiàn)對光信號進行分路或合路的功能。本文對如何采用離子交換技術在玻璃材料上制作集成光波導功分器產品展開了研究。玻璃基光功分器具有插入損耗低、均勻性好、工作帶寬寬、結構緊湊、成本低、可靠性高等優(yōu)點。 離子交換工藝要求玻璃材料必須滿足下面幾個條件：足夠的離子交換折射率增量，也就是玻璃中含有足夠的可交換堿金屬；可形成光學級平板；銀離

2、子在玻璃材料中應穩(wěn)定；化學穩(wěn)定性高；折射率應和光纖的折射率接近。經過大量的分析比較，本文專門設計了一種適合于離子交換工藝的玻璃材料。 利用電場輔助掩埋工藝可以將表面溝道波導埋入表面以下，稱為掩埋溝道波導。這樣就可以避免表面溝道波導容易受玻璃表面的缺陷或灰塵顆粒影響的缺點，降低波導傳輸損耗，本文得到的波導傳輸損耗為0.2dB/cm。而且通過對工藝參數(shù)的優(yōu)化，得到了傳輸模場和單模光纖的傳輸模場很接近的掩埋溝道波導，兩者耦合損耗很低。

3、 基于這種離子交換工藝，本文設計了一種新型Y分支功分器。和傳統(tǒng)Y分支結構不同的是，新型結構中的Y分支是逐級傾斜的，也就是大部分Y分支的輸入波導與器件中心軸不平行。這種結構最大的優(yōu)點是，它總能夠保證分支處彎曲波導的曲率半徑比傳統(tǒng)結構的曲率半徑大的同時，器件總長度卻比傳統(tǒng)結構小。而且輸出路數(shù)越多，這種優(yōu)點體現(xiàn)的越明顯。另外，本文也設計了一種MMI型1×8功分器，得到了較好的通光結果。 結合經過優(yōu)化的電場輔助掩埋波導離子交換工

4、藝，本文制作了新型Y分支結構的功分器(1×4、1×8、1×16、1×32等)。得到了較滿意的測試結果。比如，根據(jù)博創(chuàng)科技公司的測試結果，1×8功分器的最大插入損耗為11.054dB，均勻性小于0.371dB；而按照自己的測試結果：最大插入損耗為10.67dB，均勻性小于0.28dB。均勻性很好，PDL為0.2dB，波長相關性很小，工作帶寬較寬。達到了指標要求。這些器件優(yōu)良的性能證實了新型Y分支結構設計的合理性和電場輔助離子交換工藝的可靠