阵列波导光栅(AWG)研究和测试系统的设计与分析

摘要

随着现代通信容量的急剧增加，现有光纤网络单通道的传输容量已日趋饱和。解决这一问题的密集波分复用（DWDM）技术已成为数据传输的高效手段。同时高效的数据传输要求高性能的光器件，这也对光器件的测试提出了更高的要求。阵列波导光栅（AWG）具有信道串扰小、插入损耗低、长期稳定、便于集成、易于光纤耦合等优点，是 DWDM系统中最具有应用前景的波分复用/解复用器，在光通信中起着重要的作用。
　　本论文工作主要围绕阵列波导光栅测试系统的设计与分析来进行的，工作内容主要分为三部分：
　　(1)本文首先研究了阵列波导光栅的理论和原有的测试系统，在分析了原有测试系统特点的基础上，进行了大量的针对测试参数以及产品的实验。并针对生产中存在的问题设计了一个高速数据采集模块来代替原有的光功率计。
　　(2)因为此模块为全新的想法，所以要对模块的进光口的大小和配合的连接头也需要重新确定。最终确定进光口的大小为直径9.5mm，连接头以多组结合的方式配合使用。并且要用此模块代替原有系统中的光功率计，以达到优化测试系统的目的。为了配合新的测试系统，设计了一套基于C++的测试软件。
　　(3)对新的测试系统的稳定性做了分析，确定各测试参数在平均值和极差值上均受控，系统稳定性可靠。另外采用了工业测量中的分析方法GR&R对设计的测试系统做了分析，通过对插入损耗(IL)、偏振相关损耗(PDL)、相邻串扰(AX)等数据的分析，验证了该测试系统是满足要求的，可以用于生产测试。最后对测试系统的准确性和测试效率做了分析，系统的准确性和测试效率均达到一个满意的水平。

目录

阵列波导光栅（AWG）研究和测试系统的设计与分析

THE STUDY OF ARRAYED-WAVEGUIDEGRATING. THE DESIGN AND ANALYSISOF THE TEST SYSTEM OF AWG.

摘要

Abstract

绪论

1.1 课题背景

1.2 本课题研究的目的和意义

1.3 国内外相关技术发展现状

1.3.1 光纤通信发展现状

1.3.2 阵列波导光栅发展现状

1.3.3 光器件测试发展现状

1.4 本文的研究内容

第2章 基本理论

2.1 AWG的工作原理

2.2 测试参数定义及其测试方法

2.2.1 插入损耗

2.2.2 偏振相关损耗

2.2.3 回波损耗

2.2.4 平滑度（Ripple）

2.2.5 非相邻串扰（NX）

2.2.6 相邻串扰（AX）

2.2.7 总串扰（TX）

2.3 原测试系统分析

2.4 本章小结

第3章 测试系统设计

3.1 设计思路

3.2 系统结构图

3.3 测试系统硬件实现

3.3.1 光源的选择

3.3.2 偏振控制器的选择

3.3.3 光探测器的选择

3.3.4 数据采集模块的制作

3.3.5 设备总结

3.4 测试系统软件实现

3.4.1 GPIB接口

3.4.2 PCI总线

3.4.3 测试软件运行流程

3.5 本章小结

第4章 测试系统分析

4.1 引言

4.2 重复性和再现性

4.2.1 理论介绍

4.2.2 系统重复性和再现性分析

4.3 系统稳定性分析

4.4 系统线性和偏倚分析

4.4.1 理论介绍

4.5 测试效率分析

4.6 系统性能总结及改善方向探讨

4.7 本章小结

结论

参考文献

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致谢