阵列波导光栅

摘要： 基于阵列波导光栅的光子集成解调技术是硅光领域的研究热点和难点.相比传统解调方法,基于阵列波导光栅的光子集成解调技术因其解调精度高、解调速度快、封装体积小等优势,在光纤布拉格光栅的高速、高精度解调上具有明显优势.近年来,随着光子集成技术的发展,各科研院所和相关机构对阵列波导光栅的光子集成解调法进行了广泛深入的研究与优化.本文通过介绍阵列波导光栅工作原理及基于阵列波导光栅的光纤布拉格光栅波长解调原理,结合基于阵列波导光栅的光纤布拉格光栅解调仪在材料体系和系统性能两个方面的重要进展,归纳了基于阵列波导光栅的解调仪的典型应用场景,从新材料、系统集成和规模化三方面对光纤布拉格光栅解调系统的未来发展提出针对性建议,为基于阵列波导光栅的光子集成解调技术的研究发展提供参考.

摘要： 随着5G网络的全面部署,光通信行业进入到快速发展的阶段。根据数据中心光模块市场的需求,光模块在未来必然向高速率、低价格、低损耗、高密度和短周期的方向发展。目前,100G QSFP28 CWDM4光收发模块广泛应用于数据中心,通过研究该光模块发射组件的低成本方案有着广阔的应用前景。文中介绍了基于阵列波导光栅进行波分复用的100G QSFP28 CWDM4光发射组件,对光发射组件采用的关键技术进行了研究与分析,通过特性分析,确定了该方案完全满足QSFP28封装形式和IEEE 802.3cd协议标准,能大批量运用于数据中心。

摘要： 采用硅基二氧化硅材料,针对G.698.4标准,设计并制作了适用于5G前传的20通道循环型阵列波导光栅,通道间隔为100 GHz。相较于传统的周期性阵列波导光栅结构,采用的2×20循环型阵列波导光栅结构可实现通道波长的严格对准,且插损均匀性更高。另外,采用指数型锥形波导取代矩形多模干涉结构以实现阵列波导光栅通带平坦化,减小因波导结构上的突变带来的损耗,且不带来光谱性能的恶化。通过机械补偿无热封装后,制备的20通道循环型阵列波导光栅模块损耗约为5.5 dB,在-40°C/25°C/80°C三温温度变化时,波长偏移量在-40~80 pm范围内。该无热模块具有小型化、低成本、大规模化生产的优势,可广泛应于5G前传网络。

摘要： 基于低损耗氮化硅光波导平台,采用一个1×6阵列波导光栅(AWG)与六个仅中心波长不同的1×25AWG两级级联的架构,优化设计了集成光谱分析芯片。仿真结果表明,该光谱分析芯片的工作带宽、波长分辨率、最小通道插损分别为75 nm、0.5 nm和4.9 dB,且通道间最小相邻、非相邻串扰约为-27.7 dB、-23.0 dB,最大相邻、非相邻串扰约为-22.6 dB、-12.5 dB。

摘要： 基于光波波动效应,采用光束传播法,设计了光程匹配波导、阵列波导光栅、相位调制器以及多模干涉耦合器等光子集成器件。在此基础上,对光子集成器件进行耦合特性分析与计算,设计了完整的光子集成芯片。通过对光子集成干涉系统各组成模块的分析、研究及优化,集成化设计了光子集成干涉探测系统电子样机。结果表明:设计的光子集成器件最小损耗为0.07 dB,光子集成芯片损耗为7.46 dB。光子集成干涉探测系统电子样机在等效口径为110 mm,系统高度口径比为1∶4时,具有视场角0.5°,100 km处空间分辨率5 m的技术指标。

摘要： 为克服传统阵列波导光栅解调系统体积大、价格昂贵等问题,提出了以窄带光源为输入光源,采用边缘滤波和阵列波导光栅相结合的解调方案,实现对增敏封装后的光纤光栅温度传感器进行温度解调实验.以窄带光源作为输入,通过边缘滤波的方法使得温度传感器反射谱的中心波长偏移程度与解调光路输出光强的变化相对应,利用阵列波导光栅的波分复用实现多传感器同时测量,实现了多传感器多通道的分布式测量,实验结果表明:解调系统的波长解调范围为1545.30 nm～1560.50 nm,对35°C～42°C的温度范围进行检测,波长解调精度为±5.34 pm,温度测量误差可达±0.1°C.

摘要： 波长编码光纤位置传感器具有对光强变化不敏感、稳定性高等优点,为了进一步简化结构和降低成本,提出了一种新型波长编码光纤位置传感器.使用10阶二进制伪随机m序列作为传感器的编码基准,以100μm的栅距制作编码标尺并搭建传感系统,由工作通道的输出电压解调绝对位置信息;同时,阵列波导光栅(AWG)作为解复用器与多个光电二极管组成多波长检测系统,简化了传感系统并提高了响应速度.采用单向定位精度为6μm的步进电机作为位移量标准,验证了设计分辨率为100 μm的传感器方案可行性.

摘要： 阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating,AWG)由于其损耗较低、尺寸小、结构紧凑、易于与其他器件集成等优点,成为实现波分复用与解复用器系统中的关键光学器件.近年来AWG的小型化和温度不敏感设计引起了关注.本文主要研究如何设计对温度不敏感的纳米线AWG器件.首先介绍了AWG的基本工作原理和一般结构,给出了温度不敏感AWG的设计方案.通过对相关参数的分析,并结合实例对温度不敏感AWG的研究.

摘要： 现有的光洗牌网络方案在扩展性、实用性和经济性等方面存在不足,提出了一种基于阵列波导光栅(AWG)的光洗牌网络的构建方案.本方案使用了多个小规模的AWG,采用波分复用(WDM)技术,设计出一种两级连线结构,通过两级交换完成洗牌网络的功能,避免了AWG的串扰问题,减小了网络的连线复杂度;该结构通过合理的信道标号,在连接上等价于洗牌网络.该方案结构简便、易于集成,具有较好的实用性和扩展性,对光器件的利用相当充分.

摘要： 本文提出在阵列波导光栅中采用光学非对称平板波导,以消除嵌入半波片的阵列波导光栅(AWG)中残留偏振敏感性,利用材料的热光效应调节输入、输出平板波导的双折射率,形成光学非对称平板波导,消除了残留的偏振敏感性.针对聚合物材料AWG的模拟结果显示,当输入、输出平板波导的温度差为24°C时,已可消除32.43pm的残留偏振敏感性.进一步的研究发现,当输入与输出平板波导温度改变量相等但符号相反时,能够很好的避免温度改变而引起的中心波长漂移.该方法具有结构简单,温控可调等优点,而且还可弥补其它因素所造成的嵌入半波片后残留的偏振敏感性.

摘要： 阵列波导光栅(AWG:Arrayed Waveguide Grating)以其独特的优点广泛应用于光纤通信系统,然而材料及波导的双折射性会引起输出光信号产生很大的偏振相关频移(PDFS:Polarization Dependent Frequency Shift),严重影响了AWG的性能,因此消除AWG的偏振敏感性显得必不可少.本文首先采用在AWG阵列波导中间插入半波片的偏振模式转换法,利用半波片的主轴和波导表面成45°角,实现TM和TE偏振态的反转,从而降低AWG偏振敏感性;实验结果表明此方法使AWG的PDFS减小到50pm.本文还利用双折射率与阵列波导宽度的关系,适当调节AWG阵列波导宽度的偏振补偿的方法降低偏振敏感性;模拟结果表明此方法使AWG的PDFS小于0.1pm,而在波导宽度的制备工艺容差为0.1um时,AWG的PDFS小于±2pm.

摘要： 由于650nm聚合物光纤系统有望成为光纤通信中"最后一公里"解决方案之一,在此基础上,本文设计并成功制备了工作于650nm波段的16×16聚合物阵列波导光栅波分复用器.材料体系选用自主合成的芯层与包层折射率分别为1.4888@650nm和1.482@650nm的PMMA材料,器件采用矩形波导结构,通过Matlab进行参数优化后利用Rsotft软件进行模拟,得到信道插入损耗为2.3dB到5.1dB,串扰水平为-24dB,信道间隔为1.6nm.器件制备采用自主摸索的PMMA工艺,配合ICP刻蚀获得了良好的形貌,所得样品面积为4×3 cm2,配合POF进行测试并实现了良好的波分复用效果.红光波段AWG在未来光通信领域中会起到重要作用.

摘要： 提出了一套使用阵列波导光栅(AWG)对分布式光纤布挣格光栅(FBG)中心波长大范围变化的解调方法。根据AWG各通道的中心波长可随外加电压的变化而政变的特性,设计一电压控制电路,循环地在几秒时间内使加在AWG两端的电压从OV线性增加到250V,于此同时用微机高速采集各通道的数据并分别找出各通道数据的最大值时刻所对应的AWG两端电压,从而根据其波长一电压关系在微机上报告此时各FBG的中心波长。建立了实验系统,实验结果表明,系统可以有效地解决人范围检测的问题,微机上几乎实时地(时差<10秒)报,报告出6nm大范围变化的FBG中心波长,测量相对误差小于0.02%。

摘要： 对中心波长为650nm聚合物阵列波导光栅波分复用器进行了研究，设计了版图结构参数，给出了中心波长为650nm，16×16信道的阵列波导光栅波分复用器版图，计算机模拟结果表明，器件的波长间隔为0．8nm,插入损耗5￣10dB，串扰小于30dB。用P(MMA-GMA)共聚物经折射率调节剂调节后分别作为芯层和包层材料，采用铝掩膜结合光刻胶的工艺流程，完成实验制备，测试结果表明60°弯波导近场光传输良好。

摘要： 本论文研究一种新型无热化阵列波导光栅,这种光栅是由聚合物/二氧化硅混合波导组成的一种硅基二氧化硅阵列波导光栅.温度对光栅中心波长的变化是受上、下包层和芯层的折射率、波导芯的尺寸及上包层的热光系数dnp/dT等参数影响,所以,通过控制这些参量就能减小温度对阵列波导光栅的中心波长影响.

摘要： 提出了一种基于阵列波导光栅(AWGs)和相移器相结合的相干OCDMA系统编解码方案，采用双极性单重合序列(BOCS)地址码对相干光源的相位进行编码。通过软件仿真，成功实现了四个用户的BOCS码字的解码相关输出结果。结果表明:AWGs编/解码器实现了BOCS码字的编码和相关解码，易于编/解码器的集成化，提高了二维OCDMA系统的容量和性能。

摘要： 本文采用绝缘层上硅(SOI)阵列波导光栅(AWG)结构制备了光纤到户用单纤三向器(Triplexer)。输出模场测试结果表明三个波长输出光斑清晰,实现了1490nm和1550nm下行波长的分波和1310nm波长的上传功能;进一步的输出谱测试表明,1490nm与1550nm间信号串扰小于-21dB,1310nm上传信号串扰小于-25dB;各输出谱3dB带宽与输入光源带宽一致;芯片插入损耗约15dB。

摘要： 研究一种基于自聚焦平板波导的新型直波导阵列波导光栅(AWG).介绍了自聚焦平板波导的结构;用几何光学法分析其光学特性,提出了二维半矢量有限差分光束传输法(SVFD-BPM)模拟光束在0.5节距自聚焦平板波导中先发散后会聚的传输过程,并介绍了这种基于自聚焦平板波导的直波导AWG的工作原理;最后设计了一个1×8的新型直波导AWG并用2DSVFD-BPM对其进行了模拟,模拟结果显示该1×8的新型AWG可以实现信道间隔为3.2nm的解复用功能。

摘要： 本发明提供一种阵列波导衍射光栅型光合波分波电路的光学芯片、波导基板以及阵列波导衍射光栅型光合波分波电路的光学芯片的制造方法。本发明的光学芯片设为中央部向一侧膨胀的凸型形状。另外，设为将阵列波导的弯曲方向相逆的阵列波导衍射光栅型光合波分波电路组合而配置的布局的波导基板，设为从该波导基板切出光学芯片。本发明的光学芯片的制造方法可以提高光学芯片收容率，可以制造阵列波导衍射光栅型光合波分波电路的光学特性稳定的形状的光学芯片。

摘要： 一种阵列波导衍射光栅光复用器/解复用器，它具有输入波导、输入侧平面波导、输出侧平面波导、输出波导、位于输入侧平面波导与输出侧平面波导之间的阵列波导，在上述这些波导中相邻的波导之间依次具有不同的长度，其中排列输出波导使得：从中心输出波导到该中心输出波导的两端处的波导，各输出波导与输出波导的罗兰圆的法线之间形成的角依次增大，并且基于输出侧平面波导的光线收集点处的场分布形状的输出波导的通带不对称减小了。

摘要： 本发明提供一种阵列波导衍射光栅型光合波分波电路的光学芯片、波导基板以及阵列波导衍射光栅型光合波分波电路的光学芯片的制造方法。本发明的光学芯片设为中央部向一侧膨胀的凸型形状。另外，设为将阵列波导的弯曲方向相逆的阵列波导衍射光栅型光合波分波电路组合而配置的布局的波导基板，设为从该波导基板切出光学芯片。本发明的光学芯片的制造方法可以提高光学芯片收容率，可以制造阵列波导衍射光栅型光合波分波电路的光学特性稳定的形状的光学芯片。

摘要： 一种阵列波导衍射光栅光复用器/解复用器，它具有输入波导、输入侧平面波导、输出侧平面波导、输出波导、位于输入侧平面波导与输出侧平面波导之间的阵列波导，在上述这些波导中相邻的波导之间依次具有不同的长度，其中排列输出波导使得：从中心输出波导到该中心输出波导的两端处的波导，各输出波导与输出波导的罗兰圆的法线之间形成的角依次增大，并且基于输出侧平面波导的光线收集点处的场分布形状的输出波导的通带不对称减小了。

摘要： 多通道光收发器包括具有用于多路复用光信号的热阵列波导光栅的一光发射次模块(TOSA)和具有用于解复用光信号的无热阵列波导光栅(AWG)的一光接收次模块(ROSA)。TOSA还可包括光学耦合到热AWG的激光器阵列和热耦合到激光器阵列及热AWG的温度控制系统以控制用于波长调谐的温度。光发射次模块中的温度控制系统可包括冷却激光器阵列和热AWG的热电冷却器(TEC)。由于ROSA中的无热AWG与温度无关，因此ROSA不包括TEC，从而降低功耗并节省空间。光收发器可用在波分复用光学系统中，例如在波分复用(WDM)无源光网络中的光线路终端中。

摘要： 一种阵列波导光栅(30)及具有该阵列波导光栅(30)的可调谐激光器(1000)，该阵列波导光栅(30)包括输入耦合器(31)、第一阵列波导区(33)及第二阵列波导区(34)，所述第一阵列波导区(33)包括多个第一波导(331)，且相邻的所述第一波导(331)具有第一光程差，所述第二阵列波导区(34)包括多个第二波导(341)，且相邻的所述第二波导(341)具有第二光程差，其中，所述第一光程差不等于所述第二光程差。

摘要： 本发明的阵列波导光栅的特征在于，包括：第一平板波导，形成于基板上；第二平板波导，形成于所述基板上；第一输入输出波导，连接于所述第一平板波导上；第二输入输出波导，连接于所述第二平板波导上；两个以上的通道波导组，其连接所述第一平板波导与所述第二平板波导，且由多个通道波导的集合体来构成，其中，所述多个通道波导的集合体分别通过指定的路径长度差而路径长度依次变长；滤光器，在所述第一平板波导以及所述第二平板波导的至少一个上配设有所述滤光器。

摘要： 多通道光收发器包括具有用于多路复用光信号的热阵列波导光栅的一光发射次模块(TOSA)和具有用于解复用光信号的无热阵列波导光栅(AWG)的一光接收次模块(ROSA)。TOSA还可包括光学耦合到热AWG的激光器阵列和热耦合到激光器阵列及热AWG的温度控制系统以控制用于波长调谐的温度。光发射次模块中的温度控制系统可包括冷却激光器阵列和热AWG的热电冷却器(TEC)。由于ROSA中的无热AWG与温度无关，因此ROSA不包括TEC，从而降低功耗并节省空间。光收发器可用在波分复用光学系统中，例如在波分复用(WDM)无源光网络中的光线路终端中。

摘要： 一种阵列波导光栅(30)及具有该阵列波导光栅(30)的可调谐激光器(1000)，该阵列波导光栅(30)包括输入耦合器(31)、第一阵列波导区(33)及第二阵列波导区(34)，所述第一阵列波导区(33)包括多个第一波导(331)，且相邻的所述第一波导(331)具有第一光程差，所述第二阵列波导区(34)包括多个第二波导(341)，且相邻的所述第二波导(341)具有第二光程差，其中，所述第一光程差不等于所述第二光程差。

摘要： 本发明的阵列波导光栅的特征在于，包括：第一平板波导，形成于基板上；第二平板波导，形成于所述基板上；第一输入输出波导，连接于所述第一平板波导上；第二输入输出波导，连接于所述第二平板波导上；两个以上的通道波导组，其连接所述第一平板波导与所述第二平板波导，且由多个通道波导的集合体来构成，其中，所述多个通道波导的集合体分别通过指定的路径长度差而路径长度依次变长；滤光器，在所述第一平板波导以及所述第二平板波导的至少一个上配设有所述滤光器。