本發(fā)明涉及分光器，特別是涉及一種分光結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)：

1、在無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中，光分配網(wǎng)(optical?distribution?network，簡(jiǎn)寫為odn)是從通信中心機(jī)房的光線路終端到用戶側(cè)光網(wǎng)絡(luò)單元之間所經(jīng)過(guò)的光傳輸通道。其中，光分支器件是點(diǎn)到多點(diǎn)odn架構(gòu)中的核心器件。在新一代的光纖用戶接入網(wǎng)(fiber?to?the?x，簡(jiǎn)寫為fttx)中使用的光分支器件主要就是光分路器，用于實(shí)現(xiàn)1：n的光功率分配。傳統(tǒng)的odn網(wǎng)絡(luò)中，1：n光分路器通常是采用均勻分配結(jié)構(gòu)，比如最常見(jiàn)的等分比例為1:4，1:8和1:16等分配結(jié)構(gòu)。隨著odn網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展演進(jìn)，傳統(tǒng)的odn網(wǎng)絡(luò)面臨諸多調(diào)整，其中一項(xiàng)就是網(wǎng)絡(luò)的靈活性、可擴(kuò)展性。因此提出了預(yù)連接型odn網(wǎng)絡(luò)，采用非等分比的光分路器結(jié)構(gòu)，最為常見(jiàn)的是1:5和1:9非等分結(jié)構(gòu)。

2、常規(guī)非等分結(jié)構(gòu)，以1:5為例，通常采用一個(gè)非等分結(jié)構(gòu)將輸入光分成85％：15％兩路分支，再將15％的分支通過(guò)等分結(jié)構(gòu)分為2個(gè)7.5％的光路分支，這2個(gè)7.5％的光路分支在通過(guò)等分結(jié)構(gòu)分為4路3.75％的光路分支。采用該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，等分的4路光的插損一致性通常不太好。并且，隨著分路的增加，插損一致性會(huì)越來(lái)越大。另一方面，為了獲得理想的插損一致性，光波導(dǎo)芯片在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)每一級(jí)的分支分別進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化；如果光路增加，或者分支光路間距發(fā)生變化，那么光路排布就會(huì)發(fā)生變化，其中每個(gè)分支的光場(chǎng)非對(duì)稱分布也會(huì)發(fā)生改變，那么，就得對(duì)整個(gè)光路結(jié)構(gòu)重新優(yōu)化，這樣，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作繁復(fù)、工作量大且時(shí)間長(zhǎng)。

3、鑒于此，克服該現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷是本技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：如何解決常規(guī)光分路器的插損一致性差，且插損一致性隨分支數(shù)增大而累積的問(wèn)題。

2、本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，提供了一種分光結(jié)構(gòu)，包括：主路直波導(dǎo)以及在所述主路直波導(dǎo)上分出的多條分支波導(dǎo)；

4、所述分支波導(dǎo)與所述主路直波導(dǎo)之間存在分支角度；

5、所述分支波導(dǎo)與所述主路直波導(dǎo)的分叉位置與所述主路直波導(dǎo)的光軸之間存在分支偏置距離；

6、其中，根據(jù)所述分支波導(dǎo)上的分光比設(shè)置所述分支角度和所述分支偏置距離，以使所述分支波導(dǎo)上具有相應(yīng)的分光比。

7、優(yōu)選的，分支角度與分支波導(dǎo)所對(duì)應(yīng)的分光比例之間具有第一關(guān)系；

8、分支偏置距離與分支波導(dǎo)所對(duì)應(yīng)的分光比例之間具有第二關(guān)系；

9、根據(jù)所述分支波導(dǎo)上的分光比得到所述分支波導(dǎo)所對(duì)應(yīng)的分光比例，并根據(jù)所述第一關(guān)系、所述第二關(guān)系和所述分支波導(dǎo)所對(duì)應(yīng)的分光比例來(lái)分別設(shè)置所述分支角度和所述分支偏置距離。

10、優(yōu)選的，預(yù)設(shè)所述分支波導(dǎo)上的分光比為第一分光比；

11、所述分支波導(dǎo)所對(duì)應(yīng)的分光比例＝(第一分光比/p)/[1-(第一分光比/p)]n-1，其中，n為所述分支波導(dǎo)在所述主路直波導(dǎo)上的分支排列數(shù)，p為該分支波導(dǎo)所對(duì)應(yīng)的主路直波導(dǎo)上總的分光比。

12、優(yōu)選的，所述分光結(jié)構(gòu)還包括分支連接結(jié)構(gòu)，所述分支連接結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述主路直波導(dǎo)與所述分支波導(dǎo)之間；

13、所述分支連接結(jié)構(gòu)的一端與所述主路直波導(dǎo)連接，所述分支連接結(jié)構(gòu)的另一端與所述分支波導(dǎo)連接，所述分支連接結(jié)構(gòu)的光軸與所述分支波導(dǎo)的光軸重合；

14、所述分支連接結(jié)構(gòu)用于擴(kuò)展所述分支波導(dǎo)中本征模光斑的尺寸，以增大所述分支波導(dǎo)中本征模與所述主路直波導(dǎo)本征模之間的重疊部分，以及提升所述分支波導(dǎo)的取光能力。

15、優(yōu)選的，所述分支連接結(jié)構(gòu)包括第一連接結(jié)構(gòu)，所述第一連接結(jié)構(gòu)包括多段漸變波導(dǎo)；

16、所述多段漸變波導(dǎo)沿所述分支波導(dǎo)的分光方向依次排列，且相鄰的漸變波導(dǎo)之間存在預(yù)設(shè)間隔；

17、所述漸變波導(dǎo)的高度沿所述分支波導(dǎo)的分光方向不變或逐漸增大，所述漸變波導(dǎo)的寬度沿所述分支波導(dǎo)的分光方向不變或逐漸增大；

18、所述預(yù)設(shè)間隔沿所述分支波導(dǎo)的分光方向不變或逐漸增大。

19、優(yōu)選的，所述分支連接結(jié)構(gòu)包括第二連接結(jié)構(gòu)，所述第二連接結(jié)構(gòu)的起始點(diǎn)的寬度為w0，所述第二連接結(jié)構(gòu)的尾部寬度為w1，所述第二連接結(jié)構(gòu)的總長(zhǎng)度為l0；

20、沿所述分支波導(dǎo)的分光方向，所述第二連接結(jié)構(gòu)的寬度wx逐漸增大；

21、在距離所述第二連接結(jié)構(gòu)的起始點(diǎn)dl處，所述第二連接結(jié)構(gòu)的寬度wx＝w0+f(dl/l0)*(w1-w0)，其中，令z＝dl/l0,漸變函數(shù)f(z)＝a1*z+a2*z^2+…+an*z^n。

22、第二方面，提供了一種分光結(jié)構(gòu)的制作方法，包括：

23、根據(jù)所述分支波導(dǎo)上的分光比得到所述分支波導(dǎo)所對(duì)應(yīng)的分光比例，并通過(guò)所述分支波導(dǎo)所對(duì)應(yīng)的分光比例分別確定所述分支角度和所述分支偏置距離；

24、根據(jù)所述分支角度和所述分支偏置距離從所述主路直波導(dǎo)分出相應(yīng)的分支波導(dǎo)，以使所述分支波導(dǎo)上具有相應(yīng)的分光比。

25、優(yōu)選的，所述根據(jù)所述分支波導(dǎo)上的分光比得到所述分支波導(dǎo)所對(duì)應(yīng)的分光比例包括：

26、預(yù)設(shè)所述分支波導(dǎo)上的分光比為第一分光比x，根據(jù)公式一得到所述分支波導(dǎo)所對(duì)應(yīng)的分光比例y；

27、y＝(x/p)/[1-(x/p)]n-1?公式一

28、其中，n為所述分支波導(dǎo)在所述主路直波導(dǎo)上所處的分支排列數(shù)，p為該分支波導(dǎo)所對(duì)應(yīng)的主路直波導(dǎo)上總的分光比。優(yōu)選的，所述通過(guò)所述分支波導(dǎo)所對(duì)應(yīng)的分光比例分別確定所述分支角度和所述分支偏置距離包括：

29、建立分支角度和分支波導(dǎo)所對(duì)應(yīng)的分光比例之間的第一關(guān)系；

30、建立分支偏置距離和分支波導(dǎo)所對(duì)應(yīng)的分光比例之間的第二關(guān)系；

31、根據(jù)所述分支波導(dǎo)的分光比例、第一關(guān)系以及第二關(guān)系，分別得到所述分支波導(dǎo)所對(duì)應(yīng)的所述分支角度和分支偏置距離。

32、優(yōu)選的，所述根據(jù)所述分支波導(dǎo)的分光比例、第一關(guān)系以及第二關(guān)系，分別得到所述分支波導(dǎo)所對(duì)應(yīng)的所述分支角度和分支偏置距離包括：

33、根據(jù)所述第一關(guān)系得到所述分支波導(dǎo)的分光比例所對(duì)應(yīng)的分支角度；

34、根據(jù)所述第二關(guān)系得到所述分支波導(dǎo)的分光比例所對(duì)應(yīng)的分支偏置距離。

35、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

36、本發(fā)明的分光結(jié)構(gòu)包括主路直波導(dǎo)以及在所述主路直波導(dǎo)上分出的多條分支波導(dǎo)；所述分支波導(dǎo)與所述主路直波導(dǎo)之間存在分支角度；所述分支波導(dǎo)與所述主路直波導(dǎo)的分叉位置與所述主路直波導(dǎo)的光軸之間存在分支偏置距離；其中，根據(jù)所述分支波導(dǎo)上的分光比設(shè)置所述分支角度和所述分支偏置距離，以使所述分支波導(dǎo)上具有相應(yīng)的分光比。本發(fā)明提出的分光結(jié)構(gòu)由于主路直波導(dǎo)在分支處不改變光路角度，也無(wú)彎曲，因此，在主路直波導(dǎo)上下一級(jí)的分支波導(dǎo)的輸入光依然是準(zhǔn)對(duì)稱的單模光場(chǎng)分布，各分支波導(dǎo)的分光比例相互獨(dú)立，因此可以獨(dú)立優(yōu)化控制，因此，在設(shè)計(jì)上就很容易實(shí)現(xiàn)插損一致性近乎為0db的良好光學(xué)特性。

37、另一方面，即使分支波導(dǎo)增加，或者分支波導(dǎo)的間距發(fā)生變化，光路的排布不會(huì)導(dǎo)致主路直波導(dǎo)中的光場(chǎng)分布改變，無(wú)需修改之前的光路設(shè)計(jì)。因此，基于本發(fā)明的分光結(jié)構(gòu)，其光學(xué)設(shè)計(jì)的靈活性和可擴(kuò)展性更強(qiáng)。