《典型的光器件-AWG》PPT课件.ppt

典型的光器件AWG,二 阵列波导光栅（AWG）,AWG：Arrayed Waveguide Gratings 也被称作Waveguide Grating Routers AWG由两个多端口耦合器和连接它们的阵列波导构成。 AWG可用作N1波分复用器和1N波分解复用器及NN型的波长路由器等 ，是互易性的 特点：通道数多，插入损耗低，通带平坦，容易集成在一块衬底上,工作原理罗兰圆与凹面光栅,凹面光栅的曲率半径为R=2r，罗兰圆的半径为r，二者内切且罗兰圆通过光栅中心。 通过光路分析及近似可得，罗兰圆上任一点发出的光，经凹面光栅衍射之后仍聚焦在罗兰圆上，不同衍射级次对应不同衍射角。,工作原理,阵列波导所起作用与凹面光栅一致，但为透射式光栅 AWG的输入输出星型耦合器采用类似凹面反射式光栅和罗兰圆的结构，输入/输出平板波导的端口位于罗兰圆的圆周上，阵列波导的端口位于凹面光栅的圆周上。,阵列波导区域相邻波导间的长度差是固定的，记为L,工作原理,传统,传统的衍射光栅的光栅方程为， 其中m为主极大的级次， 为光程差 AWG满足的光栅方程为，,d为阵列波导的周期,m为AWG工作的衍射级数,对于由中心信道波导输入并由中心信道波导输出的中心波长满足 通过对 的设定可以决定衍射级数，一般较大的m可以产生较高的分辨率,相邻阵列波导的长度差,为光在输入输出平板波导上的衍射角，i、j为输入输出波导的序列号(中心波导记为0)， 为输入输出端的波导间隔，Lf 为平板波导的聚焦长度,阵列波导折射率,平板波导折射率,AWG的应用,复用和解复用,上下话路(OADM),AWG,AWG,AWG,并入串出，串入并出,传统薄膜滤波器（TFF）技术的波分复用器,此器件的核心是多层介质薄膜滤光片，由反射介质薄膜隔开的两个或多个腔构成。 只允许特定波长的光通过而让其它所有波长的光反射,多腔与单腔相比，通带顶部更加平坦，边缘更为尖锐,腔的反射膜由具有不同折射率的多层介质膜堆积而成，每层膜厚都为1/4波长厚度,TFF技术的波分复用器,多通道分选技术（优化多通道TFF器件）和低插入损耗的滤光片的采用，大大降低了后面通道的插入损耗；,光纤准直镜,介质薄膜滤光片,随着通道数的增加，越是后面通道的波长的损耗就越大,AWG与TFF的比较,AWG作为复用/解复用器与传统TFF波分复用器相比的优势 通道数大 波长分辨率高，可较容易实现50Ghz的波长间隔 集成度高，能够在很小的镜片上实现40通道以上的100Ghz间隔的波长滤波 通道数不与价格成正比，成本和性能几乎与信道数无关，更适合量产。 2007 年时AWG 和TFF 市场占有旗鼓相当，其后则AWG处于后来居上的地位，市场应用前景被普遍看好。,AWG的应用-波长路由,固定波长路由器 用于此功能时，AWG又被称为Waveguide Grating Routers (WGRs) 相同的波长可承载不同的信号从不同的输入端口输入，并且不会在输出端口发生碰撞。,AWG的应用-波长路由,不同输入端口的输入信号在输出端口具有循环移位特性,除以上应用外，AWG还可以被用于动态增益均衡、多波长同时监测等衍生器件,输入波长矩阵,输出波长矩阵,AWG的应用实例,利用AWG解调的传感网络,AWG的温度敏感性,温度敏感性： 由于二氧化硅的折射率和波导尺寸随温度的变化而改变，导致AWG 各个输出通道的波长随温度而变化。 为了补偿温度变化引起的波长漂移，目前采用两种方案： 1、使用温控电路和加热器，保持AWG芯片处于70oC左右的恒温环境中有热AWG； 2、在AWG 的芯片结构上采用特殊设计和工艺，使得波长不随外界温度变化而变化，不采用任何加热装置和控制电路无热AWG（ athermal AWG）。,目前国外已