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无源光网络(Passive Optical Network,PON)是光纤到户(Fiber to the Home,FTTH)的解决方案,它以光功率分配器和波分复用器为核心,对无源光器件的用量很大。本文对平面光波导型(Planar Lightwave Circuit,PLC)多模光功率分配器的设计与制作展开研究,它具备结构紧凑、插入损耗低、分光均匀性好、装配公差宽松、对波长不敏感、制作工艺简单等特性。在设计阶段,为解决模式噪声问题,将光功率分配器在功能上分为两部分,即扰模区和分光区。扰模区的作用是使从多模光纤输入的光信号达到稳态模分布;分光区的作用是将达到稳态模分布的光信号分配到各个输出端并输出。采用光线追迹法,使用ZEMAX的非序列性光线追迹对扰模区建模,分别设计1×4扰模区和1×8扰模区,得到横向装配公差、纵向装配公差和角度装配公差。综合比较可得:1×4扰模区应该采用矩形结构;1×8扰模区既可以采用矩形结构,又可以采用锥形结构。采用光束传输法(Beam Propagation Method,BPM),使用BeamPROP对分光区建模。对于直波导分光区,波导与中轴线的夹角θ应该不超过25°;对于S形波导分光区,波导输出端与输入端中轴线的距离L应该不超过2.2mm。在制作阶段,使用软光刻技术对器件进行制作。采用计算机数控(ComputerNumerical Control,CNC)雕刻技术制备母版。在刀具修磨中,对开半方法进行有效改进。考虑到雕刻精度的限制,设计并雕刻出波导宽度放大到200μm的光功率分配器母版。对母版抛光后,进行印章翻制和微结构转印,整个过程在数小时内即可完成。工艺简单、节省时间、成本低廉,是软光刻的巨大优势。制作完成后,对光功率分配器进行实验测试。它的优势是横向装配公差很大,不需要严格的精密对准。实验结果与理论预期存在一定差距,原因主要集中在两方面:一方面,精雕用锥刀刀刃直径很难突破0.1mm的限制,雕刻的波导侧壁呈斜坡;另一方面,扰模区厚度方向的装配公差很小,实验装置的简易使装配误差在所难免。针对这两方面设计出在厚度方向上装配公差大的器件,并对制作工艺进行有效改进,器件性能有望达到很大提高。