一种数模结合式级联可调硅基色散补偿器件

摘要

本发明公开了一种数模结合式级联可调硅基色散补偿器件。利用布置宽度渐变的啁啾布拉格光栅器件的色散补偿特性对光信号进行片上色散补偿，通过光开关将多级啁啾布拉格光栅串联，通过模式调控的方式将光栅输入输出信号分离；最后一级上方布有加热金属的啁啾布拉格光栅，加热金属宽度也渐变实现温度沿光栅呈梯度分布，以达到通过热光效应对单个光栅的色散补偿值进行精密调控。本发明结合数字式与模拟式级联补偿光栅布局，同时实现大范围、高精度的光信号色散调控，进而降低光信号在通信系统中的误码率，提高光信号质量。

权利要求

1.一种数模结合式级联可调硅基色散补偿器件，其特征在于：

包括用于接收需要进行色散补偿的光信号输入的输入波导(1)，输入波导(1)将接收到的光信号输入到第一级光开关(2)；

包括对输入的光信号选择是否进行本级补偿的各级光开关(2)，除了第一级光开关(2)以外的其他级光开关(2)均接收经前一级光开关(2)过来的经过补偿或者未经过补偿的输入光信号；

包括对经光开关(2)选择不进行本级补偿的光信号直接输入下一级光开关(2)的各级连接波导(5)；

包括对经光开关(2)选择进行本级补偿的光信号进行色散补偿处理的光栅反射组件；

包括用于输出最终补偿后的完整输出光信号的输出波导(8)，输出波导(8)接收最后一级光开关(2)过来的经过补偿或者未经过补偿的输出光信号；

n‑1

第n级光开关(2)的一个输出端经2 个光栅反射组件和第n+1级光开关(2)的一个输入端连接，第n级光开关(2)的另一个输出端经连接波导(5)直接和第n+1级光开关(2)的另一n‑1个输入端连接；2 个光栅反射组件的输入端和输出端依次首尾连接，而形成依次串联连接关系；

最后一级光开关(2)的一个输出端经一个光栅反射组件和一根输出波导(8)连接，最后一级光开关(2)的另一个输出端经连接波导(5)和另一根输出波导(8)连接，所述的光栅反射组件上设置有用于热光效应进行色散调控的加热金属(7)。

2.根据权利要求1所述的一种数模结合式级联可调硅基色散补偿器件，其特征在于：每个光栅反射组件均具体包括：包括将进行本级补偿的光信号输入到啁啾布拉格光栅(6)的光栅输入波导(3)，光栅输入波导(3)输入端作为光栅反射组件的输入端，光栅输入波导(3)的输出端连接到啁啾布拉格光栅(6)的一端；

包括对进行本级补偿的光信号进行色散补偿后反射回到光栅输入波导(3)的啁啾布拉格光栅(6)；

包括利用模式调控将经啁啾布拉格光栅(6)色散补偿反射回到光栅输入波导(3)的光信号进行分离接收进而输出的下载波导(4)，下载波导(4)布置于光栅输入波导(3)侧旁且和光栅输入波导(3)耦合，下载波导(4)的输出端作为光栅反射组件的输出端。

3.根据权利要求2所述的一种数模结合式级联可调硅基色散补偿器件，其特征在于：所述的模式调控是利用啁啾布拉格光栅(6)对输入的光信号进行模式转化，再将光栅输入波导(3)输入一种传导模式的光信号转化为另一种传导模式的光信号进而反射回到光栅输入波导(3)，最后利用针对另一种传导模式设计的下载波导(4)下载分离获得反射回到光栅输入波导(3)中的另一种传导模式的光信号。

4.根据权利要求2所述的一种数模结合式级联可调硅基色散补偿器件，其特征在于：所述的啁啾布拉格光栅(6)为光栅段宽度渐变的布拉格光栅，以实现输入的光信号中不同波长的信号部分在不同的光栅段反射，对不同波长对应的信号部分产生不同的时延，进而产生不同波长对应信号间的时延差，从而进行色散补偿。

5.根据权利要求2所述的一种数模结合式级联可调硅基色散补偿器件，其特征在于：所述的啁啾布拉格光栅(6)沿光信号传输方向的各个光栅段的宽度依次逐渐变大或逐渐变小，光栅段宽度沿光信号输入方向逐渐变大实现正色散补偿；光栅段宽度沿光信号输入方向逐渐变小实现负色散补偿。

6.根据权利要求2所述的一种数模结合式级联可调硅基色散补偿器件，其特征在于：

所述的啁啾布拉格光栅(6)通过切趾的方式去除直波导与光栅连接部分突变引起的时延谱波动，经过切趾的光栅侧壁实现从直波导到光栅齿的平缓过度。

7.根据权利要求3所述的一种数模结合式级联可调硅基色散补偿器件，其特征在于：所述的加热金属(7)布置于最后一级光开关(2)输出端所连接的光栅反射组件中的啁啾布拉格光栅(6)正上方，加热金属(7)为沿啁啾布拉格光栅(6)光栅段宽度变化方向自身宽度非均匀的整块加热金属结构，加热金属(7)两端分别连接到电压源的两端，使得在啁啾布拉格光栅(6)的不同光栅段处加热金属(7)所产生的加热功率不同，对啁啾布拉格光栅(6)施加的温度沿光信号传输方向呈梯度分布，利用热光效应实现啁啾布拉格光栅(6)的波导等效折射率同样呈梯度分布，实现对不同波长延时的微调进而微调调节色散补偿值。

8.根据权利要求1所述的一种数模结合式级联可调硅基色散补偿器件，其特征在于：所述的输入波导(1)、光开关(2)、光栅输入波导(3)、下载波导(4)、连接波导(5)、啁啾布拉格光栅(6)和输出波导(8)均置于衬底硅上，采用单片集成制作，其芯层材料也均为硅。

说明书

一种数模结合式级联可调硅基色散补偿器件

技术领域

[0001] 本发明涉及一种硅基色散补偿器件，更具体的是涉及了一种数模结合的级联式可调硅基布拉格光栅色散补偿器件。

背景技术

[0002] 与CMOS标准工艺兼容的硅基光电集成技术是近年来光通信领域的重点研究方向。硅的高折射率使得硅基芯片具有非常强的光束缚能力，大幅减小芯片的尺寸，硅光芯片能够实现在单个硅基芯片上集成包含激光器、放大器、探测器和传感器的有源器件以及耦合器、分束器和光开关等无源器件。在单片上实现全光集成系统。其高集成度、低能耗、低成本等优点使其具有卓越的应用前景。硅光芯片的重要应用领域为光通信系统，光通信系统本身已是通信领域成熟的基本组成模块，光通信技术让高速、低损、大带宽、稳定的信息传播得以实现，通常光通信器件普遍价格低廉，在人们的日常生活中占有重要地位。片上硅基器件在光通信领域中有重要应用价值，通信收发模块均能在硅基芯片上实现高密度集成。

[0003] 色散是影响光通信中信号质量的重要因素，其由不同频率的光传播速度的不同引起。色散会导致脉冲展宽变形，并大幅度增加信号的误码率。随着信号误码率的增加，传输速率和传输带宽均会不同程度下降，最终导致信号大幅失真。为了获得更高质量的信号和更远的传输距离，对色散进行补偿显得十分必要。目前广泛使用的补偿器件为光纤布拉格光栅色散补偿器件，其大尺寸、不可调的缺点限制了光通信系统的高度集成化，迫切需要更小型的器件替代其在通信系统中发挥重要作用。通信系统中的色散有较大的随机性，可调的色散补偿器件能够大幅提升通信系统的便捷性，保障信号质量。

发明内容

[0004] 针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供了一种数字式和模拟式相结合的可调硅基色散补偿器件，从而在高度集成化的硅基芯片上同时实现大范围、高精度的光信号色散补偿，具有重要的应用价值。

[0005] 本发明利用布置宽度渐变的啁啾布拉格光栅器件的色散补偿特性对光信号进行片上大范围色散补偿，且布置同样宽度渐变的的加热金属温度沿光栅呈梯度分布对光信号进行片上小范围色散补偿，实现了两级色散补偿，更精确有效。

[0006] 本发明中各级呈2的次方数目增加的数字式光栅布局和利用加热电极进行微调的模拟式补偿布局能够同时达到大范围、高精度的补偿效果。

[0007] 本发明采用的技术方案是：

[0008] 包括用于接收需要进行色散补偿的光信号输入的输入波导，输入波导将接收到的光信号输入到第一级光开关；

[0009] 包括对输入的光信号选择是否进行本级补偿的各级光开关，除了第一级光开关以外的其他级光开关均接收经前一级光开关过来的经过补偿或者未经过补偿的输入光信号；

[0010] 包括对经光开关选择不进行本级补偿的光信号直接输入下一级光开关的各级连接波导；

[0011] 包括对经光开关选择进行本级补偿的光信号进行色散补偿处理的光栅反射组件；

[0012] 包括用于输出最终补偿后的完整输出光信号的输出波导，输出波导接收最后一级光开关过来的经过补偿或者未经过补偿的输出光信号。

[0013] 第n级光开关的一个输出端经2n‑1个光栅反射组件和第n+1级光开关的一个输入端连接，第n级光开关的另一个输出端经连接波导直接和第n+1级光开关的另一个输入端连接。

[0014] 最后一级光开关的一个输出端经一个光栅反射组件和一根输出波导连接，最后一级光开关的另一个输出端经连接波导和另一根输出波导连接，所述的光栅反射组件上设置有用于热光效应进行色散调控的加热金属。

[0015] 每个光栅反射组件均具体包括：

[0016] 包括将进行本级补偿的光信号输入到啁啾布拉格光栅的光栅输入波导，光栅输入波导输入端作为光栅反射组件的输入端，光栅输入波导的输出端连接到啁啾布拉格光栅的一端；

[0017] 包括对进行本级补偿的光信号进行色散补偿后反射回到光栅输入波导的啁啾布拉格光栅；

[0018] 包括利用模式调控将经啁啾布拉格光栅色散补偿反射回到光栅输入波导的光信号进行分离接收进而输出的下载波导，下载波导布置于光栅输入波导侧旁且和光栅输入波导耦合，下载波导的输出端作为光栅反射组件的输出端。

[0019] 所述的模式调控是利用啁啾布拉格光栅对输入的光信号进行模式转化，再将光栅输入波导输入一种传导模式的光信号转化为另一种传导模式的光信号进而反射回到光栅输入波导，最后利用针对另一种传导模式设计的下载波导下载分离获得反射回到光栅输入波导中的另一种传导模式的光信号。

[0020] 所述的啁啾布拉格光栅为光栅段宽度渐变的布拉格光栅，以实现输入的光信号中不同波长的信号部分在不同的光栅段反射，对不同波长对应的信号部分产生不同的时延，进而产生不同波长对应信号间的时延差，从而进行色散补偿。

[0021] 所述的啁啾布拉格光栅沿光信号传输方向的各个光栅段的宽度依次逐渐变大或逐渐变小，光栅段宽度沿光信号输入方向逐渐变大实现正色散补偿；光栅段宽度沿光信号输入方向逐渐变小实现负色散补偿。

[0022] 所述的啁啾布拉格光栅通过切趾的方式去除直波导与光栅连接部分突变引起的时延谱波动，经过切趾的光栅侧壁实现从直波导到光栅齿的平缓过度。

[0023] 所述的加热金属布置于最后一级光开关输出端所连接的光栅反射组件中的啁啾布拉格光栅正上方，加热金属为沿啁啾布拉格光栅光栅段宽度变化方向自身宽度非均匀的整块加热金属结构，加热金属两端分别连接到电压源的两端，使得在啁啾布拉格光栅的不同光栅段处加热金属所产生的加热功率不同，对啁啾布拉格光栅施加的温度沿光信号传输方向呈梯度分布，利用热光效应实现啁啾布拉格光栅的波导等效折射率同样呈梯度分布，实现对不同波长延时的微调进而微调调节色散补偿值。

[0024] 所述的输入波导、光开关、光栅输入波导、下载波导、连接波导、啁啾布拉格光栅和输出波导均置于衬底硅上，采用单片集成制作，其芯层材料也均为硅。

[0025] 本发明包括将需要进行色散补偿的信号通过输入波导输入器件，通过各级光开关选择是否需要该级补偿，通过各级光栅输入波导将需要本级补偿的信号输入，利用模式调控将输入输出光栅的信号进行分离，使用各级下载波导进行下载，将不需要本级补偿的光信号通过连接波导输入到下一级光开关。各级啁啾布拉格光栅用于实现色散补偿，同时利用加热金属产生的热场产生温度梯度，根据热光效应产生的波导折射率变化，而进行精确色散调控，最后通过输出波导输出补偿完毕的完整光信号。

[0026] 现有的硅基布拉格光栅色散补偿器多采用单个宽度渐变的光栅结构，且输入输出需要通过环形器进行分离，增加了系统中的器件数量，使用不便。仅采用加热金属和均匀布拉格光栅进行色散补偿的器件可调延时量非常小，难以满足实际需求。而本发明的数模结合式可调布拉格光栅色散补偿器能够使用级联的结构获得大范围的色散补偿值，并且结合加热电极进行微调，同时满足色散补偿值大范围和高精度两种要求。

[0027] 本发明使用啁啾布拉格光栅作为色散补偿器件使用，在宽度渐变的啁啾布拉格光栅中，不同波长的光信号在不同的光栅段反射，产生不同波长信号间的延时差，从而进行色散补偿。

[0028] 本发明具有的有益效果是：

[0029] 本发明具有硅基片上光器件的高集成、低损耗性能等优点，同时实现大范围、高精度的色散调节功能，特别适用于光通信系统中的收发模块。

[0030] 本发明利用数字式和模拟式两种补偿形式。使用数字式级联啁啾布拉格光栅来大幅提升色散补偿数值，并且能在大范围内数字可调。利用同样的光栅器件大幅提升色散补偿效果。使用经过特殊设计的加热电极，获得模拟式布有加热电极的啁啾布拉格光栅来精确调节色散补偿数值，在小范围内实现连续可调。数字式补偿区和模拟式补偿区相结合的器件结构能够同时达到大范围、高精度的补偿目的。

[0031] 本发明使用模式调控的原理实现啁啾布拉格光栅输入输出有效分离，同时保证信号低损的质量，避免了外接环形器的冗余，提高了整体系统的集成度。

附图说明

[0032] 图1是本发明数模结合式级联可调硅基色散补偿器件结构在正色散补偿下的示意图。

[0033] 图2是本发明数模结合式级联可调硅基色散补偿器件结构在负色散补偿下的示意图。

[0034] 图3是本发明中啁啾布拉格光栅实施例示意图。

[0035] 图4是本发明中模式转换实施例示意图。

[0036] 图5是本发明的实施例：加热电极的温度场变化图。

[0037] 图中：输入波导(1)、光开关(2)、光栅输入波导(3)、下载波导(4)、连接波导(5)、啁啾布拉格光栅(6)、加热金属(7)、输出波导(8)。A为非对称式布拉格光栅结构，B为对称式布拉格光栅结构。

具体实施方式

[0038] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0039] 具体实施如图1所示，包括以下部件：

[0040] 包括用于接收需要进行色散补偿的光信号输入的输入波导1，输入波导1将接收到的光信号输入到第一级光开关2；

[0041] 包括对输入的光信号选择是否进行本级补偿的各级光开关2，除了第一级光开关2以外的其他级光开关2均接收经前一级光开关2过来的经过补偿或者未经过补偿的输入光信号；

[0042] 包括对经光开关2选择不进行本级补偿的光信号直接输入下一级光开关2的各级连接波导5，本级连接波导5接收经本级光开关2选择不进行本级补偿的光信号而直接输入到下一级光开关2；

[0043] 包括对经光开关2选择进行本级补偿的光信号进行色散补偿处理的光栅反射组件，本级光栅反射组件接收经本级光开关2选择进行本级补偿的光信号，进行色散补偿处理后输入到下一级光开关2；

[0044] 包括用于输出最终补偿后的完整输出光信号的输出波导8，输出波导8接收最后一级光开关2过来的经过补偿或者未经过补偿的输出光信号。

[0045] 光开关2对输入到自身两个输入端其中任一一个的光信号进行选择切换从自身两个输出端其中任一一个输出，使得各级光开关2通过调节实现控制输入光开关的光信号进入本级补偿光栅进行色散补偿或直接经过连接波导5进入下一级光开关2。

[0046] 第一级光开关2的两个输入端分别和两根输入波导1连接。

[0047] 第n级光开关2的一个输出端经2n‑1个光栅反射组件和第n+1级光开关2的一个输入端连接，第n级光开关2的另一个输出端经连接波导5直接和第n+1级光开关2的另一个输入n‑1端连接。2 个光栅反射组件的输入端和输出端依次首尾连接，而形成依次串联连接关系。

[0048] 器件中的所有光栅反射组件构成了数字式补偿区，在每相邻两级光开关2之间的所有光栅反射组件作为一级光栅补偿区，各级光栅补偿区共同构成了数字式补偿区，各级光栅补偿区中的光栅反射组件总个数按级数递增时呈2的次方数目递增，第一级光栅补偿区中的光栅反射组件总个数为1，以达到大范围的色散补偿值可调的目的。

[0049] 最后一级光开关2的一个输出端经一个光栅反射组件和一根输出波导8连接，具体地最后一级光开关2的一个输出端和一个光栅反射组件的输入端连接，一个光栅反射组件的输出端和一根输出波导8连接，最后一级光开关2的另一个输出端经连接波导5和另一根输出波导8连接，光栅反射组件上设置有用于热光效应进行精确色散微调控的加热金属7。

[0050] 每个光栅反射组件均具体包括：

[0051] 包括将经光开关2选择进行本级补偿的光信号输入到啁啾布拉格光栅6的光栅输入波导3，本级光栅输入波导3接收经光开关2选择进行本级补偿的光信号直接输入到啁啾布拉格光栅6，光栅输入波导3输入端作为光栅反射组件的输入端，光栅输入波导3的输出端连接到啁啾布拉格光栅6的一端；

[0052] 包括对经光开关2选择进行本级补偿的光信号进行色散补偿后反射回到光栅输入波导3的啁啾布拉格光栅6，啁啾布拉格光栅6另一端悬空空置；

[0053] 包括利用模式调控将经啁啾布拉格光栅6色散补偿反射回到光栅输入波导3的光信号进行分离接收进而输出的下载波导4，下载波导4布置于光栅输入波导3侧旁且和光栅输入波导3耦合，下载波导4的输出端作为光栅反射组件的输出端。本级下载波导4输出的光信号到下一级光开关2或者本级的下一个光栅反射组件中。

[0054] 相邻光栅反射组件连接时候，上一个光栅反射组件的下载波导4输出端和下一个光栅反射组件的光栅输入波导3输入端连接。

[0055] 模式调控是利用啁啾布拉格光栅6对输入的光信号进行模式转化，再将光栅输入波导3输入一种传导模式的光信号转化为另一种传导模式的光信号进而反射回到光栅输入波导3，最后利用针对另一种传导模式设计的下载波导4下载分离获得反射回到光栅输入波导3中的另一种传导模式的光信号。

[0056] 如图3所示，在各级啁啾布拉格光栅中通过利用模式调控来设计特殊的光栅结构将补偿的反射信号转化为其它模式便于下载分离。如3A所示，从偶阶模包括基模到奇阶模转换方式要求光栅齿为非对称结构，两侧齿呈错位的布局。如3B所示，从偶阶模包括基模到偶阶模转换或奇阶模到奇阶模的转换方式要求光栅齿为对称式布局，即光栅两侧齿完全对称布局。

[0057] 如图4所示，在各级啁啾布拉格光栅中通过利用模式调控来设计特殊的结构分离输入输出光信号。输入导波模式为模式1的光信号，经过啁啾布拉格光栅返回补偿完毕且已转为模式2的光信号，通过下载波导下载模式2的光信号分离并重新转换为模式1输出。通过这种对输入输出光信号进行模式转化的方式，实现通过各级光栅输入波导输入的光信号所反射的带通光信号转化为不同传导模式的反射信号，达到高效分离输入输出信号的效果，并且利用针对转化后的特定模式设计的下载波导下载反射信号，经各级下载波导输出。

[0058] 具体例如图4所示，光栅反射组件中，基模TE0模式的光信号输入到光栅输入波导3中，经光栅输入波导3传导到啁啾布拉格光栅6中发生色散补偿后变成一阶模TE1模式的光信号，经反射返回到光栅输入波导3中，通过构建为一阶模TE1模式耦合的下载波导4将一阶模TE1模式的光信号从光栅输入波导3耦合分离获得进而输出。每个光栅反射组件中均通过基模TE0和一阶模TE1的模式分离耦合实现模式调控，进而实现信号的色散补偿和输出。下载波导4预先设置为通过一阶模TE1到基模TE0的转换模式结构。

[0059] 啁啾布拉格光栅6为光栅段宽度渐变的布拉格光栅，以实现输入的光信号中不同波长的信号部分在不同的光栅段反射，对不同波长对应的信号部分产生不同的时延，进而产生不同波长对应信号间的时延差，从而进行色散补偿。

[0060] 啁啾布拉格光栅6沿光信号传输方向即长度方向的各个光栅段的宽度依次逐渐变大或逐渐变小，如图1和所示，光栅段宽度沿光信号输入方向随长度逐渐变大实现正色散补偿；如图2所示，光栅段宽度沿光信号输入方向随长度逐渐变小实现负色散补偿，由此通过调整各个光栅段的宽度随长度的增大或减小实现色散的正色散补偿或负色散补偿。

[0061] 具体实施的啁啾布拉格光栅6如图2所示，两端的宽度不同，一端为窄端，另一端为宽端，窄端和宽端之间通过宽度渐变的中间段连接，中间段沿窄端和宽端之间连线方向分为多个光栅段，每个光栅段的两侧面均为凸起的三角状，各个光栅段依次宽度递增或递减。

[0062] 当窄端连接到光栅输入波导3时候，实现正色散补偿，如图1所示；当宽端连接到光栅输入波导3的时候，实现负色散补偿，如图2所示。

[0063] 啁啾布拉格光栅6通过切趾的方式去除直波导与光栅连接部分突变引起的时延谱波动，经过切趾的光栅侧壁实现从直波导到光栅齿的平缓过度。

[0064] 具体实施的啁啾布拉格光栅6如图3所示，啁啾布拉格光栅6与输入波导3相连接，切趾的方法为在光栅与输入波导相连接的前端部分采用齿深从无逐渐变化到固定齿深的结构，剩余部分光栅齿深保持不变。

[0065] 加热金属7布置于最后一级光开关2输出端所连接的光栅反射组件中的啁啾布拉格光栅6正上方，加热金属7为沿啁啾布拉格光栅6光栅段宽度变化方向自身宽度非均匀的整块加热金属结构，加热金属7最宽端和最窄端的两端分别连接到电压源的两端，整块加热金属7施加同一电压，使得在啁啾布拉格光栅6的不同光栅段处加热金属7所产生的加热功率不同，对啁啾布拉格光栅6施加的温度沿光信号传输方向呈梯度分布，利用热光效应实现啁啾布拉格光栅6的波导等效折射率同样呈梯度分布，实现对不同波长延时的微调进而微调调节色散补偿值。具体实施中，啁啾布拉格光栅6的窄端也布置加热金属7的窄端，啁啾布拉格光栅6的宽端也布置加热金属7的宽端，加热金属7的宽度渐变方向和啁啾布拉格光栅6相同。窄加热金属相比宽加热金属在同样的电流下产生更高的热量，温度沿光输入方向呈逐渐降低的趋势。具体实例温度变化如图5所示。

[0066] 这样通过各级光栅补偿区的各个光栅反射组件实现了色散补偿的大范围粗调，通过最后一级光开关2输出端所连接的光栅反射组件上的加热金属7实现了色散补偿的小范围精调。

[0067] 输入波导1、光开关2、光栅输入波导3、下载波导4、连接波导5、啁啾布拉格光栅6和输出波导8均置于衬底硅上，采用单片集成制作，其芯层材料也均为硅。

[0068] 本发明实例如下：

[0069] 本实例选用基于硅材料的硅纳米线光波导、啁啾布拉格光栅以及光开关，其芯层是硅，折射率为3.4744，工作波段为1550nm附近的通信波段，厚度为220nm，上包层为二氧化硅。选取宽度为450nm的单模波导作为输入输出和连接波导。加热电极选用氮化钛材料，厚度为100nm，方阻为12Ω，接出加热电极的导线部分采用铜铝合金。

[0070] 对于单个色散补偿器件针对1550nm附近的通信波段，设计TE0模为输入光信号，经过布拉格光栅反射并转换为TE1模反射输出，采用错齿的结构达到模式转化的目的。经过计算选用周期为302nm、长度为4mm、中心宽度为1μm、宽度变化值为100nm的啁啾布拉格光栅。考虑到加工精度，选取对精度要求较低三角齿型作为啁啾布拉格光栅齿。针对直波导与光栅齿间的突变会引起延时谱波动，采用切趾的方式获得平缓的过渡区，具体方式为在光栅输入端长度前1/3部分用cos型窗函数进行切趾，能够在保证带宽的同时产生平滑的时延谱。

[0071] 光开关部分采用由两个多模干涉区构成的光开关作为各级的选择器件，通过热调的方式调整相位来进行匹配，以此达到通路选择的效果。加热臂使用宽波导以避免随机信号误差对相位产生的影响。光开关决定了是否使用该级级联的色散补偿器件，是进行数字式色散选择的重要组成部分。

[0072] 加热金属部分采用宽度渐变的氮化钛电极作为热源，沿波导输入方向宽度从2μm渐变到3μm，热场温度变化从高到低，如图4所示。根据热光效应，啁啾布拉格光栅的等效折射率变化值沿波导输入方向从大到小变化，在啁啾布拉格光栅中不同波长的反射位置发生改变，进而时延谱发生改变，对色散进行精密调控。通过对加热金属两端的电压进行控制来改变温度，实现对色散补偿值的精密调控。

[0073] 对加热金属和热调光开关的所有接出加热金属使用集成电控系统调节，达到对色散补偿值快速方便的调控功能。

[0074] 由此实施可见，本发明结合数字式与模拟式级联补偿光栅布局，同时实现大范围、高精度的光信号色散调控，进而降低光信号在通信系统中的误码率，提高光信号质量。

[0075] 上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。