提高阵列波导光栅插入损耗均匀性研究

【摘要】阵列波导光栅(AWG)是非常有发展前景的集成光波导波分复用器件,其拥有性能优良、结构紧凑、易于集成等优点,有着很广泛的应用。AWG的应用主要归类为发射端的复用器、接收端的解复用器以及网络中间节点的路由器等。其中复用器和解复用器的研究已经比较成熟,而基于AWG的路由器的研究则相对较少。如今提高AWG器件的性能和延展AWG器件的功能是AWG器件发展的两大目标。其中N×N型AWG路由器可以在不同信道同时传输N个不同频率的光信号,极大的提高了光传输系统的数据传输速率,是全光路由系统的核心器件,在下一代的光网络中发挥着重要的作用。对于N×N光路由系统,AWG的自由光谱范围(FreePropagationRegion,简称FSR)需要是信道间隔的N倍,这就意味着AWG在整个FSR范围内的信道都要被使用,且各信道的插入损耗差异不大。在传统的AWG设计中,中心信道和边缘信道的插入损耗至少有3dB的差异,而通信中要求输出信道间的插入损耗均匀性小于1dB,这不仅大大降低了AWG实际可用的信道数还会影响AWG路由器的循环特性,因此提高AWG信道插入损耗均匀性对于AWG路由器来说是十分重要的。虽然当前已经提出了一些提高AWG信道插入损耗均匀性的方法,但都是以使用额外器件或加入额外损耗作为代价。本课题的目的在于提出一种提高阵列波导光栅(AWG)信道插入损耗均匀性的方法,即通过调整阵列波导的出口朝向,让原本集中在中心输出波导的光峰值能量分散到所有的输出波导。该方法不仅有效的解决了传统AWG设计信道插入损耗均匀性差的问题,还具备循环特性等优势。文中通过模拟对比了该设计和传统设计得到的AWG频谱响应,验证了该方法提高AWG插入损耗均匀性的正确性。最后本文在平面光波导工艺的基础上制作出了插入损耗均匀的AWG器件,并经过测试获得了较为理想的结果,从实验的角度验证了本文提出的提高AWG插入损耗均匀性设计的可行性。
【作者】晋雯；
【导师】何建军；
【作者基本信息】浙江大学，光学工程，2014，硕士
【关键词】阵列波导光栅(AWG)；N×N光路由系统；插入损耗均匀性；平面光波导技术；

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