一种实现分段温度补偿的无热阵列波导光栅的制作方法

专利名称：一种实现分段温度补偿的无热阵列波导光栅的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种实现分段温度补偿的无热阵列波导光栅(Athermal ArrayedWavelengthGratings,简称AAWG或无热AWG),本发明属于通信领域。
背景技术：
光纤通信技术发展极为迅速，其中W)M (Wavelength Division Multiplexing波分复用)系统是当前最常见的光层组网系统，它通过复用与解复用实现多路信号传输。基于PLCCPlanarLightwave Circuit,平面光波线路)技术的AWG(Arrayed Wavelength Grating,阵列波导光栅)是WDM系统中一种重要的实现复用/解复用器件，其做法为在硅晶圆上沉积二氧化硅膜层，再利用光刻工艺及反应式离子蚀刻法制作AWG。相对于FBG (Fiber BraggGrating，光纤布拉格光栅)和TFF (Thin Film Filter，薄膜滤光片)，AWG具有集成度高、波 长通道数目多、通道间隔小、无需使用光隔离器，易于批量自动化生产等优点。传统的硅基二氧化硅波导AWG芯片，其波导折射率对于温度比较敏感，从而导致当工作环境温度发生变化时，AWG芯片响应光谱的中心波长会随之发生改变，如图7所示，关系基本呈线性关系，中心波长随温度的漂移约为O. 011nm/°C，对于IOOGHz波长间隔或间隔更窄的DWDM系统而言，这种AWG是不适用的。为了将AWG的中心波长固定在目标值，不受工作环境温度的影响，一种方法是使用加热片和温控电路将芯片温度固定在某一恒定值，称为有热AWG (Thermal AWG)。但这样做会相应增加了系统功耗，并需预留供电接口和监控接口，限制了使用的灵活性。无热AWG则不使用加热片和温控电路，依靠自身的特殊材料结构或机械结构来实现AWG光谱中心波长不随工作环境温度变化而变化的目的。传统的依靠机械结构来实现温度补偿的无热AWG，其实现原理是在AWG芯片输入平面波导处切割，将芯片分离为两部分，用金属补偿杆连接输入波导部分，或者可以用光纤代替输入波导，但切割处需在AWG芯片输入波导与输入平面波导交界处，在杆热胀冷缩的驱动下改变芯片两部分相对位置来补偿波长随温度的漂移。由于金属杆的热膨胀是线性的，所以这种无热的补偿方法是对波长的温度特性进行线性补偿，而硅基二氧化硅波导的折射率随温度变化有一个二次项的系数，如图8所示实际的AWG波长-温度曲线并不是线性的，而是一个开口向上的抛物线形，加上各输出通道波长相应的不一致性，器件在_40°C 80°C波长偏移基本达到了 60pm以上。因此这种补偿方法只能在有限的温度范围内保持波长的稳定性，对于室外等较大温度变化范围的应用则难以满足。

发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种可以实现分段温度补偿的无热阵列波导光栅。本发明采用的技术方案是—种实现分段温度补偿的无热阵列波导光栅，包括阵列波导光栅芯片、金属底板，所述阵列波导光栅芯片固定在金属底板上，阵列波导光栅芯片切割成阵列波导光栅芯片第一部分和阵列波导光栅芯片第二部分，金属底板上同阵列波导光栅芯片第一部分和阵列波导光栅芯片第二部分分割线对应区域设置有第一弹片，固定阵列波导光栅芯片第二部分的金属底板区域下方水平有一个未贯通的狭缝形成第二弹片，所述金属底板由第一弹片、第二弹片将其分隔为金属底板第一部分、金属底板第二部分和金属底板第三部分，所述第一弹片使金属底板第一部分与金属底板第二部分之间在受力情况下相对移动；第二弹片使金属底板第二部分与金属底板第三部分之间在受力情况下可相对移动；所述金属底板第一部分和金属底板第三部分之间且位于阵列波导光栅芯片下方区域设置有挖空区域，第一温度补偿杆跨过挖空区域设置且两端分别固定于金属底板第一部分和金属底板第三部分；位于狭缝上方的金属底板第二部分上设置有一个螺纹孔，所述螺钉设置于其中，所述螺钉底部穿过狭缝与金属底板第三部分紧密贴合，所述第一温度补偿杆的热膨胀系数大于阵列波导光栅芯片和金属底板的热膨胀系数。所述第一弹片是设置在金属底板第一部分与金属底板第二部分之间且位于阵列波导光栅芯片第一部分和阵列波导光栅芯片第二部分之间的分割线中心区域下方的金属板连接部分。所述阵列波导光栅第一部分固定在金属底板第一部分上，阵列波导光栅第一部分包含输入波导和一部分输入平面波导阵列波导；阵列波导光栅第二部分固定在金属底板第二部分上，阵列波导光栅第二部分包含剩余输入平面波导、阵列波导、输出平面波导和输出波导。所述金属底板与阵列波导光栅芯片的的热膨胀系数相对保持一致。所述阵列波导光栅芯片采用硅基底材料，金属底板采用铟钢。所述阵列波导光栅芯片第一部分和阵列波导光栅芯片第二部分之间的切缝内填充有折射率与阵列波导光栅芯片波导折射率保持一致的匹配胶。所述第一温度补偿两端设置有螺纹分别同金属底板第一部分和金属底板第三部分上的通孔相匹配，第一温度补偿杆、金属底板第一部分、金属底板第三部分由螺母夹紧。一种实现分段温度补偿的无热阵列波导光栅，包括阵列波导光栅芯片、金属底板，所述阵列波导光栅芯片固定在金属底板上，阵列波导光栅芯片切割成阵列波导光栅芯片第一部分和阵列波导光栅芯片第二部分，金属底板上同阵列波导光栅芯片第一部分和阵列波导光栅芯片第二部分分割线对应区域设置有第一弹片，固定阵列波导光栅芯片第二部分的金属底板区域下方水平有一个未贯通的狭缝形成第二弹片，所述金属底板由第一弹片、第二弹片将其分隔为金属底板第一部分、金属底板第二部分和金属底板第三部分，所述第一弹片使金属底板第一部分与金属底板第二部分之间在受力情况下相对移动；第二弹片使金属底板第二部分与金属底板第三部分之间在受力情况下可相对移动；所述金属底板第一部分、金属底板第二部分、金属底板第三部分之间且位于阵列波导光栅芯片下方区域设置有挖空区域，金属底板第二部分设置有一个通孔和一个盲孔，第一温度补偿杆穿过通孔两端分别与金属底板第一部分、金属底板第三部分固定；第二温度补偿杆一端同金属底板第一部分固定，另一端顶入盲孔与其底部紧密贴合；所述第二温度补偿杆的热膨胀系数大于第一温度补偿杆的热膨胀系数。所述第一弹片是设置在金属底板第一部分与金属底板第二部分之间且位于阵列波导光栅芯片第一部分和阵列波导光栅芯片第二部分之间的分割线中心区域下方的金属板连接部分。所述金属底板第一部分上设置有通孔，第二温度补偿杆同其配合的一端上刻有螺纹同该通孔相匹配且由螺母夹紧；所述第一温度补偿两端设置有螺纹分别同金属底板第一部分和金属底板第三部分上的通孔相匹配且由螺母夹紧。所述第一温度补偿杆可以采用不锈钢，所述第二温度补偿杆可以采用铝合金。本发明具有如下优点1、本发明相对于传统的无热阵列波导光栅而言，利用不同工作温度范围内产生不同补偿效果的方式达到分段温度补偿的目的，从而增强了阵列波导光栅光谱的中心波长的 稳定性，扩大了无热阵列波导光栅的工作温度范围；2、本发明克服了现有技术中输入波导替换成光纤、在组装后输入端相对阵列波导光栅芯片悬空的缺点，其阵列波导光栅基本保持完整，并粘接于同一块金属底板上，从而避免了阵列波导光栅两部分在垂直于金属底板方向上相对位移，大大降低了损耗变化的风险；3、本发明技术方案具有成本低、工艺简单的优点。


图1、本发明第一种实施例的无热阵列波导光栅结构示意图；图2、本发明第一种实施例的无热阵列波导光栅从室温升温时发生形变的局部示意图；图3、本发明第一种实施例的无热阵列波导光栅在降温后发生形变的局部示意图；图4、本发明第二种实施例的无热阵列波导光栅结构示意图；图5、本发明第二种实施例的无热阵列波导光栅从室温升温时发生形变的局部示意图；图6、本发明第二种实施例的无热阵列波导光栅降温后发生形变的局部示意图；图7、现有技术未做温度补偿的阵列波导光栅器件中心波长随环境温度的变化曲线.图8、本发明线性温度补偿的阵列波导光栅器件中心波长随环境温度的变化曲线.图9、本发明阵列波导光栅器件中心波长随环境温度的变化曲线；其中101 :阵列波导光栅芯片；102 :阵列波导光栅芯片第一部分；103 :阵列波导光栅芯片第二部分；104 :分割线；105 :金属底板；106 :金属底板第一部分；107 :金属底板第二部分；108 :金属底板第三部分；109 :第一弹片；110 :第二弹片；111:第一温度补偿杆；112:螺钉；401 :第二温度补偿杆；402 :通孔；
403 :盲孔；
具体实施例方式以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。图1是本发明第一种实施例的无热阵列波导光栅的结构示意图。如图1所示将阵列波导光栅芯片101固定在金属底板105上，阵列波导光栅芯片101包括阵列波导光栅芯片第一部分102和阵列波导光栅芯片第二部分103,阵列波导光栅芯片第一部分102包含输入波导和一部分输入平面波导，阵列波导光栅芯片第二部分103包含剩余输入平面波导、阵列波导、输出平面波导和输出波导阵列波导光栅。金属底板105上同阵列波导光栅芯片第一部分102和阵列波导光栅芯片第二部分103分割线104对应区域设置有第一弹片109，第一弹片109使金属底板分隔成两个部分，阵列波导光栅第一部分102固定在金属底板左侧分隔区域上，阵列波导光栅的其余部分固定在金属底板右侧分隔区域上。所述金属底板第一部分106和金属底板第三部分108之间且位于阵列波导光栅芯片101下方区域设置有挖空区域，因此金属底板左侧分隔区域同阵列波导光栅芯片的输入波导对应位置的下方区域为凸出，金属底板右侧分隔区域同阵列波导光栅芯片的输出波导对应位置的下方区域为凸出部分，金属底板右侧分隔区域的凸出部分位置水平设置有一个未贯通的狭缝，该狭缝将金属底板再次分隔成两个部分。因此金属底板被分隔成三个部分，即金属底板第一部分106、金属底板第二部分107、金属底板第三部分108，其中.金属底板第二部分107与金属底板第三部分108之间是设置狭缝的未贯通区域进行连接，该部分形成金属底板第二部分107和金属底板第三部分108之间的相对薄弱的第二弹片110，该第二弹片110可以使得金属底板第二部分107与金属底板第三部分108之间在受力情况下可相对移动。金属底板第一部分106与金属底板第二部分107之间的金属板材料仅保留阵列波导光栅芯片第一部分102和阵列波导光栅芯片第二部分103分割线104的中心区域下方的金属板连接部分，该部分形成相对薄弱的第一弹片109，金属底板第一部分106与金属底板第二部分107之间的其它区域的金属板材料切断并且留有空隙，该第一弹片109与分割线104方向垂直，两端分别连接金属底板第一部分106与金属底板第二部分107,第一弹片109可以使得金属底板第一部分106与金属底板第二部分107之间在受力情况下可相对移动。整个金属底板105仍是一个整体，金属底板第一部分106和金属底板第三部分108之间为挖空区域。将第一温度补偿杆111跨过金属底板第一部分106和金属底板第三部分108之间的挖空区域设置，第一温度补偿杆111两端分别固定于金属底板第一部分106和金属底板第三部分108。将第一温度补偿杆111 一端固定在金属底板第一部分106凸出部分侧边处，第一温度补偿杆111的另一端对应地固定在金属底板第三部分108同一高度的侧边处，第一温度补偿杆111与第二弹片Iio方向垂直。本发明中第一温度补偿杆111的热膨胀系数大于阵列波导光栅芯片101的热膨胀系数，对于常用的阵列波导光栅芯片而言，其材料一般是硅基二氧化硅，第一温度补偿杆111可选用铝合金、铜、不锈钢等。如图1所示金属底板第二部分107与金属底板第三部分108之间的第二弹片110处设置有狭缝，在垂直狭缝的金属底板第二部分107上出攻有一个螺纹孔，使用不带头的螺钉112旋入该螺纹孔，螺钉112底端一直通过狭缝顶到并紧贴金属底板第三部分108。通过连接光谱仪微调螺钉112可调整阵列波导光栅芯片在室温下的中心波长。波长调整完后可在金属底板第二部分上的螺纹孔内点入固化胶后旋入螺钉，或者焊接进一步固定螺钉位置。本实施例中第一温度补偿杆111两端分别固定于金属底板第一部分106和金属底板第三部分108,固定方式可在第一温度补偿杆111上刻有螺纹,穿过金属底板第一部分106和金属底板第三部分108上设置的通孔，并用螺母夹紧。也可用固化胶固定，或者也可以采用螺母夹紧和胶固化结合使用的方式使用。第一温度补偿杆111的热膨胀系数大于金属底板105的热膨胀系数，可以采用不锈钢。金属底板105与阵列波导光栅芯片101材料的热膨胀系数应相等或相近,相对于硅基二氧化硅材料的阵列波导光栅芯片而言，金属底板105的合适材料可以采用铟钢。若金属底板105与阵列波导光栅芯片101材料的热膨胀系数差异相对较大，其固定方式可选用适应度的固化胶，从而减小两者之间的应力影响。固定后使用精密切割技术在第一弹片109处沿着第一弹片109垂直方向将阵列波导光栅芯片101切断，使得阵列波导光栅芯片第一部分102与阵列波导光栅芯片第二部分103分开,成为两个相对独立的、可产生相对位移的两部分。阵列波导光栅芯片第一部分102与阵列波导光栅芯片第二部分103之间的切缝 内填有折射率与阵列波导光栅芯片波导折射率保持一致的匹配胶，该折射率接近1. 45。本实施例实现阵列波导光栅分段温度补偿的过程具体如下，如图2所示，由于第一温度补偿杆111的热膨胀系数大于阵列波导光栅芯片101和金属底板105的热膨胀系数，当温度升高AT时，第一温度补偿杆111会分别对金属底板105的金属底板第一部分106和金属底板105的金属底板第三部分108施加一个向左和向右的推力，由于金属底板第二部分107和金属底板第三部分108之间有螺钉112顶住，故第二弹片110不会发生形变，即金属底板第二部分107和金属底板第三部分108之间没有相对位移，而第一温度补偿杆111热膨胀给金属底板105带来的形变全部施加在金属底板105的金属底板第一部分106和金属底板105的金属底板第二部分107之间的第一弹片109上,造成阵列波导光栅芯片第一部分102和第二部分103之间的相对位移Λχ 。如图3所示，由于第一温度补偿杆111的热膨胀系数大于阵列波导光栅芯片101和金属底板105的热膨胀系数，当温度降低ΔΤ时,第一温度补偿杆会分别对金属底板105的金属底板第一部分106和金属底板105的金属底板第三部分108施加一个向右和向左的拉力，此时第一弹片109会发生形变，而螺钉112则与金属底板第三部分108脱离接触，此时第二弹片110也会发生形变。在这种状态下，第一温度补偿杆111的收缩给金属底板105带来的形变一部分造成金属底板第一部分106和金属底板第二部分107之间发生相对位移，即阵列波导光栅芯片第一部分102和阵列波导光栅月芯片第二部分103之间的相对位移为Λ χ2，另一部分造成金属底板第二部
分107和金属底板第三部分108之间发生相对位移。可见^必然小于#且设计调整第
ATΜ ,
一弹片109和第二弹片110的厚度关系可控制么与M之间的差值。由于&小于I导致
ΔΓ ATΛΓm
阵列波导光栅在高温和低温下补偿效果不同，高温下补偿效果较强，低温下补偿效果较弱。图4是本发明第二种实施例的无热阵列波导光栅温度补偿器结构示意图，包括阵列波导光栅芯片101、金属底板105,所述阵列波导光栅芯片101固定在金属底板105上,其特征在于阵列波导光栅芯片101切割成阵列波导光栅芯片第一部分102和阵列波导光栅芯片第二部分103,金属底板105上同阵列波导光栅芯片第一部分102和阵列波导光栅芯片第二部分103分割线对应区域设置有第一弹片109，固定阵列波导光栅芯片第二部分103的金属底板105区域下方水平有一个未贯通的狭缝形成第二弹片110，所述第一弹片109、第二弹片110将金属底板105分隔为金属底板第一部分106、金属底板第二部分107和金属底板第三部分108,所述金属底板第一部分106、金属底板第二部分107、金属底板第三部分108之间且位于阵列波导光栅芯片101下方区域设置有挖空区域，本实施例与图1第一种实施方案不同之处在于，金属底板第二部分107凸出延伸至同金属底板第一部分和金属底板第三部分相当的位置，金属底板第二部分107凸出延伸位置同金属底板第一部分106和金属底板第二部分107均相距离有空间距离，金属底板第二部分107打有一个通孔402和一个盲孔403,第一温度补偿杆111穿过通孔402,左右两端分别与金属底板第一部分106、金属底板第三部分108固定。有第二温度补偿杆401与金属底板第一部分106固定,第二温度补偿杆401另一端顶入盲孔403中，并与盲孔403的底部紧密贴合。第二温度补偿杆401的热膨胀系数02应大于第一温度补偿杆111的热膨胀系数Ci1，第一温度补偿杆111采用不锈钢，第二温度补偿杆401可选用热膨胀系数较大的铝合金材料。第一温度补偿杆111和第二温度补偿杆401同金属底板相固定方式可以米用胶固定。也可以米用金属底板第一部分106上同第二温度补偿杆401固定的位置设置有通孔，第二温度补偿杆401同其配合的一端上刻有螺纹同该通孔相匹配，且由螺母夹紧；第一温度补偿杆111两端上设置有螺纹，与金属底板第一部分106、金属底板第三部分108上设置的通孔相匹配后，由螺母夹紧。在第二实施例中，金属底板第二部分107没有设置螺纹孔，无需螺钉112顶入金属底板第二部分107和金属底板第三部分108之间的狭缝。如图5所示，当温度升高Λ T时，由于第二温度补偿杆401的热膨胀系数α 2大于第一温度补偿杆111的热膨胀系数h，故第二温度补偿杆401的伸长量八1^2大于第一温度补偿杆111的伸长量ΔΤα 1;从而带动金属底板第一部分106和金属底板第三部分108同时向左侧偏移，相对于金属底板第二部分107来说偏移量为ΔΤα 2,令此时阵列波导光栅芯片第一部分102和阵列光栅芯片第二部分103之间的相对位移为Λχ 。此时温度补偿效果可视作由第二温度补偿杆401的热膨胀引起，第一温度补偿杆111对温度补偿效果没有
-Tj. 士 [>贝献。当温度降低AT时，如图6所示，由于第二温度补偿杆401的热膨胀系数α 2大于第一明温度补偿杆111的热膨胀系数CI1，故第二温度补偿杆401的收缩量ATd2大于第一温度补偿杆111的收缩量AT a i，此时第二温度补偿杆401与金属底板第二部分107上的盲孔403底部脱离接触，不再起到温度补偿的作用。在这种状态下，第一温度补偿杆111的收缩给金属底板105带来的形变一部分造成金属底板第一部分106和金属底板第二部分107之间发生相对位移，即阵列波导光栅芯片第一部分102和阵列波导光栅芯片第二部分103之间的相对位移为ΛΧ2，第一温度补偿杆111的收缩给金属底板105带来的形变另一部分造成金属底板第二部分107和金属底板第三部分108之间发生相对位移。显而易见，
M必然小于#此时温度补偿效果可视作由第一温度补偿杆111的收缩引起，第二温度
Δ7ο
补偿杆401对温度补偿效果没有贡献。设计调整第一弹片109和第二弹片110的厚度关系、第一温度补偿杆111和第二温度补偿杆401的长度和材料的选择均可控制%与#之间的
ΔΓ ΔΓ差值。本发明相对于传统的无热阵列波导光栅全工作温度范围内线性补偿而言，该方法利用不同工作温度范围内产生不同补偿效果的方式达到分段温度补偿的目的，如图9所示，在高于室温的工作范围内温度补偿效果较强，处于过补偿状态，而在低于室温的工作范围内温度补偿效果较弱，处于欠补偿状态，此时在全温度工作范围内器件波长-温度曲线为两个开口向上抛物线的底部拼接，远远小于图8所示线性补偿情况下的波长偏移，器件在_40°C 80°C波长偏移可在20pm左右，从而进一步增强了阵列波导光栅光谱的中心波长的稳定性，扩大了无热阵列波导光栅的工作温度范围。虽然本发明已经详细地示出并描述了相关的特定的实施例参考，但本领域的技术人员能够应该理解，在不背离本发明的精神和范围内可以在形式上和细节上作出各种改变。这些改变都将落入本发明的权利要求所要求的保护范围。
权利要求
1.一种实现分段温度补偿的无热阵列波导光栅，包括阵列波导光栅芯片(101)、金属底板(105),所述阵列波导光栅芯片(101)固定在金属底板(105)上,其特征在于阵列波导光栅芯片(101)切割成阵列波导光栅芯片第一部分(102)和阵列波导光栅芯片第二部分(103),金属底板(105)上同阵列波导光栅芯片第一部分(102)和阵列波导光栅芯片第二部分(103)分割线对应区域设置有第一弹片(109)，固定阵列波导光栅芯片第二部分(103) 的金属底板(105)区域下方水平有一个未贯通的狭缝形成第二弹片(110)，所述金属底板 (105)由第一弹片(109)、第二弹片(110)将其分隔为金属底板第一部分(106)、金属底板第二部分(107)和金属底板第三部分(108),所述第一弹片(109)使金属底板第一部分(106) 与金属底板第二部分(107)之间在受力情况下相对移动；第二弹片(110)使金属底板第二部分(107)与金属底板第三部分(108)之间在受力情况下可相对移动；所述金属底板第一部分(106)和金属底板第三部分(108)之间且位于阵列波导光栅芯片(101)下方区域设置有挖空区域，第一温度补偿杆(111)跨过挖空区域设置且两端分别固定于金属底板第一部分(106)和金属底板第三部分(108);位于狭缝上方的金属底板第二部分(107)上设置有一个螺纹孔，所述螺钉(112)设置于其中，所述螺钉(112)底部穿过狭缝与金属底板第三部分 (108)紧密贴合，所述第一温度补偿杆(111)的热膨胀系数大于阵列波导光栅芯片(101)和金属底板(105)的热膨胀系数。
2.如权利要求1所述的一种实现分段温度补偿的无热阵列波导光栅，其特征在于所述第一弹片(109)是设置在金属底板第一部分(106)与金属底板第二部分(107)之间且位于阵列波导光栅芯片第一部分(102)和阵列波导光栅芯片第二部分(103)之间的分割线(104)中心区域下方的金属板连接部分。
3.如权利要求1或2所述的一种实现分段温度补偿的无热阵列波导光栅，其特征在于 所述阵列波导光栅第一部分(102)固定在金属底板第一部分(106)上，阵列波导光栅第一部分(102)包含输入波导和一部分输入平面波导阵列波导；阵列波导光栅第二部分(103) 固定在金属底板第二部分(107)上，阵列波导光栅第二部分(103)包含剩余输入平面波导、 阵列波导、输出平面波导和输出波导。
4.如权利要求1或2所述的一种实现分段温度补偿的无热阵列波导光栅，其特征在于 所述金属底板(105)与阵列波导光栅芯片(101)的的热膨胀系数相对保持一致。
5.如权利要求4所述的一种实现分段温度补偿的无热阵列波导光栅，其特征在于所述阵列波导光栅芯片(101)采用硅基底材料，金属底板(105)采用铟钢。
6.如权利要求1或2所述的一种实现分段温度补偿的无热阵列波导光栅，其特征在于所述阵列波导光栅芯片第一部分(102)和阵列波导光栅芯片第二部分(103)之间的切缝内填充有折射率与阵列波导光栅芯片(101)波导折射率保持一致的匹配胶。
7.如权利要求1或2所述的一种实现分段温度补偿的无热阵列波导光栅，其特征在于 所述第一温度补偿(111)两端设置有螺纹分别同金属底板第一部分(106 )和金属底板第三部分(108)上的通孔相匹配，第一温度补偿杆(111)、金属底板第一部分(106)、金属底板第三部分(108)由螺母夹紧。
8.一种实现分段温度补偿的无热阵列波导光栅，包括阵列波导光栅芯片(101)、金属底板(105),所述阵列波导光栅芯片(101)固定在金属底板(105)上,其特征在于阵列波导光栅芯片(101)切割成阵列波导光栅芯片第一部分(102)和阵列波导光栅芯片第二部分(103),金属底板(105)上同阵列波导光栅芯片第一部分(102)和阵列波导光栅芯片第二部分(103)分割线对应区域设置有第一弹片(109)，固定阵列波导光栅芯片第二部分(103) 的金属底板(105)区域下方水平有一个未贯通的狭缝形成第二弹片(110)，所述金属底板(105)由第一弹片(109)、第二弹片(110)将其分隔为金属底板第一部分(106)、金属底板第二部分(107)和金属底板第三部分(108),所述第一弹片(109)使金属底板第一部分(106) 与金属底板第二部分(107)之间在受力情况下相对移动；第二弹片(110)使金属底板第二部分(107)与金属底板第三部分(108)之间在受力情况下可相对移动；所述金属底板第一部分(106)、金属底板第二部分(107)、金属底板第三部分(108)之间且位于阵列波导光栅芯片(101)下方区域设置有挖空区域，金属底板第二部分(107)设置有一个通孔(402)和一个盲孔(403)，第一温度补偿杆(111)穿过通孔(402)两端分别与金属底板第一部分(106)、 金属底板第三部分(108)固定；第二温度补偿杆(401) —端同金属底板第一部分(106)固定，另一端顶入盲孔(403 )与其底部紧密贴合；所述第二温度补偿杆(401)的热膨胀系数大于第一温度补偿杆(111)的热膨胀系数。
9.如权利要求8所述的一种实现分段温度补偿的无热阵列波导光栅，其特征在于所述第一弹片(109)是设置在金属底板第一部分(106)与金属底板第二部分(107)之间且位于阵列波导光栅芯片第一部分(102)和阵列波导光栅芯片第二部分(103)之间的分割线(104)中心区域下方的金属板连接部分。
10.如权利要求8或9所述的一种实现分段温度补偿的无热阵列波导光栅，其特征在于所述金属底板第一部分(106)上设置有通孔，第二温度补偿杆(401)同其配合的一端上刻有螺纹同该通孔相匹配且由螺母夹紧；所述第一温度补偿(111)两端设置有螺纹分别同金属底板第一部分(106)和金属底板第三部分(108)上的通孔相匹配且由螺母夹紧。
11.如权利要求8或9所述的一种实现分段温度补偿的无热阵列波导光栅，其特征在于所述第一温度补偿杆(111)采用不锈钢，所述第二温度补偿杆(401)采用铝合金。
全文摘要
本发明公开了一种实现分段温度补偿的无热阵列波导光栅，包括阵列波导光栅芯片、金属底板，阵列波导光栅芯片固定在金属底板上，金属底板上同阵列波导光栅芯片第一部分和阵列波导光栅芯片第二部分分割线对应区域设置有第一弹片，固定阵列波导光栅芯片第二部分的金属底板区域下方水平有一个未贯通的狭缝形成第二弹片，所述金属底板由第一弹片、第二弹片将其分隔为金属底板第一部分、金属底板第二部分和金属底板第三部分，所述第一弹片使金属底板第一部分与金属底板第二部分之间在受力情况下相对移动；第二弹片使金属底板第二部分与金属底板第三部分之间在受力情况下可相对移动；本发明增强阵列波导光栅光谱的中心波长稳定性，扩大其工作温度范围。
文档编号G02B6/12GK103018825SQ20131001105
公开日2013年4月3日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者徐来, 赵小博, 胡家艳, 马卫东 申请人:武汉光迅科技股份有限公司