PLC SiO2 MZI热光开关和衰减器

1、SiO2平面光波导（PLC）技术及基于SiO2 PLC的光开关和光衰减器,SiO2平面光波导（PLC）技术,PLC技术,PLC Planar Light Circuit，（制作在一个平面衬底上的光波导器件） PLC就是利用与传统半导体兼容的制程技术，将光学模块整合在晶圆（wafer）上，有助于光通讯组件积体化、缩小体积，并可以减少封装次数、提高稳定度与可靠度，降低成本。 国外许多知名研发机构，如美国的ATT Bell Labs，日本的NTT，法国的LETI及英国的BNR Europe等，在PLC集成器件的研发上都投入了大量的精力。,SiO2 PLC技术的主要特点,具有非常好的物理和化学稳定性（

2、SiO2是正四面体的空间网状结构，类似于金刚石） 与光纤之间具有很好的兼容性（光纤纤芯就是SiO2 与光纤耦合效率可以0.1dB/point ） 条形单模波导具有极小的损耗（n = 0.3%时，波导损耗小于0.01dB/cm） 器件集成度高，成本低（已商业化的阵列波导光栅(AWG)，可调光衰减器，热光开关等）,SiO2 PLC工艺程序,基于AWG的8通道CWDM模块,基于MZI的4通道CWDM,VOA ARRAY,16 x 16光开关,混合集成,多波长光源,基于SiO2 PLC的 MZI热光开关和可调光衰减器,光开关的用途,光纤测试中的光源控制：主要用于控制光源的接通和切断。 光网络的自动保护

3、倒换：在光纤断裂或传输发生故障时，可通过光开关改变业务的传输路径，实现对业务的保护。1x2光开关的典型应用是光环路中的主备倒换。 光网络监控： 使用1xN光开关可实现对光网络监控。在远端光纤测试点通过1xN光开关把多根光纤接到一个时域反射仪（OTDR），通过光开关倒换，实现对所有光纤监测。 光纤通信器件测试：使用1xN光开关可同时对多个光器件（如光源，探测器，光纤光缆）进行测试，简化测试，提高效率。 光交叉连接（OXC）：利用2x2开关单元可以组成诸如8x8，16x16，32x32等NXN光开关矩阵。这些矩阵是OXC的核心部件。OXC主要实现动态的光路径管理、光网络的故障保护并可灵活增加新业务

4、。 光插/分复用（OADM）：OADM主要应用于环型的域域网中，实现单个波长和多个波长从光路自由上/上话路。光开关矩阵是OADM的关键部分，用光开关的OADM可以通过软件控制动态上/下任意波长，这样将增加网络配置的灵活性。 光传感系统：1xN光开关还可以应用于点传感系统，实现空分复用和时分复用。 光学测试：1xN和Nx1光开关可组成光学扫描镜阵列。,光开关的分类,光开关主要技术指标,快的开关速度（开关时间） 可大规模集成（对开关矩阵） 高可靠性 高隔离度 小尺寸 大消光比 低成本,为什么选用波导热光开关,为什么选用MZI结构,MZI：Mach-Zender Interferometer，马赫-

5、曾德尔干涉仪， 由两个3dB耦合器和两个波导臂构成。 热光开关的优点中，需要特别强调的一点是易于集成，亦即易于制作光开关矩阵。而基于MZI的热光开关是制作光开关矩阵的首选结构。,MZI示意图,3dB耦合器,3dB耦合器,波导臂,MZI热光开关工作原理,性能优化,降低功耗,提高隔离度，减小串扰,易于集成-开关矩阵,1 x N OSW - Tree arrangement,Logical configuration of a 1 x 128SW (Tree structure) Photograph of a 1 x 128PLC-SW module,1 x N OSW - Tap arrange

6、ment,SiO2 PLC热光开关、光衰减器的运用亮点,组合成光开关阵列和VOA阵列使用 与AWG集成构成光插/分复用(OADM)和光交叉互连（OXC）器 PLC 可变光衰减器(VOA)与AWG集成构成可调功率光复用器(VMUX) 与AWG集成，构成波长选择开关 （WSS),16 x 16光开关,OADM芯片,Logical configuration of ROADM switch,Variable channel equalizing AWG multiplexer (V-AWG): (a) logical configuration of a V-AWG consisting of VOAs, power-taps, monitor PDs and an AWG multiplexer and (b) schematic configuration of an integrated 32-channel V-AWG module based on PLC integration technologies.,Internal structure of 16-channel V-AWG module,VMUX,Configuration and photograph of PLC-base