阵列波导光栅(AWG)的工作原理

亿源通科技 2019-12-27 11:38:54 2802

AWG是Arrayed Waveguide Grating阵列波导光栅,是密集波分复用系统(DWDM)中的首选技术。AWG是一种平面波导器件,是利用PLC技术在芯片衬底上制作的阵列波导光栅。与FBG和TTF相比,AWG具有集成度高、通道数目多、插入损耗小、易于批量自动化生产等优点。

AWG的工作原理,可以从凹面光栅来分析。凹面光栅结构如图1所示,光栅的槽面分布在一个半径为R=2r的大圆上,在光栅前面存在一个小圆,其半径r是大圆的一半,这个小圆称为罗兰圆。凹面光栅兼有传统光栅和透镜两种功能,从罗兰圆上任意一点P1发出的光束,经凹面光栅衍射之后,必定聚焦在罗兰圆上另一点P2。衍射角θ与入射角α之间满足关系式(1)。

根据式(1),衍射角θ是波长相关的。当一束复色光波从P1点发出,经凹面光栅衍射之后,不同波长将会聚焦在罗兰圆上的不同位置(P2点附近)。

图1. 凹面光栅的衍射

输入/输出星形耦合器具有类似凹面光栅的结构,图2是输出星形耦合器的结构,阵列波导的端口都分布在一个直径为R=2r的大圆上,而输出波导的端口都分布在一个半径为r的小圆(罗兰圆)上。输入星形耦合器的结构与星形耦合器类似,差别仅在于数十根输出波导被一根输入波导替代,输入波导的端口位于输出波导的中心位置C。

图2. 输出星形耦合器的结构

凹面光栅与星形耦合器之间的类比,如图3所示。在凹面光栅中,复色光束从罗兰圆上的一点发出,不同波长的光聚焦在罗兰圆上的不同点。在星形耦合器中,DWDM信号从输出波导的中心店C(即输入波导的镜像点)发出,这个点在罗兰圆上。如果在阵列波导中能否如凹面光栅一样,发生反射式衍射,那么不同波长将会聚焦在罗兰圆上的不同点。然后色散展开的不同波长,被罗兰圆上的不同输出波导接收。现在的关键点是,如何在阵列波导中产生反射式衍射。

图3. 凹面光栅与星形耦合器之间的类比

因为输入/输出星形耦合器的结构类似,我们可以对AWG进行折叠,如图4所示。在阵列波导中间设置一个反射镜,将阵列波导对称分开。阵列波导的左侧一半镜像到右侧一半,输入星形耦合器镜像到输出星形耦合器,输入波导镜像到输出波导的中心位置C。因此AWG的工作过程可视同:DWDM信号从输出波导的中心位置C输入,经过输出星形耦合器中的自由传输,分配至阵列波导之中;多光束在阵列波导的右半侧传输至镜面,被反射的多光束进入输出星形耦合器;经过星形耦合器中的自由传输之后,不同波长的光束聚焦在不同位置,被输出波导接收,从而实现对DWDM信号的解复用。

图4. AWG的折叠操作过程

AWG具有波长间隔小、信道数多、易于集成的优点,特别适合于超高速、大容量的DWDM系统使用,已成为DWDM系统中大部分器件的核心构件,应用广泛。

亿源通(HYC)推广出一款48通道的无热阵列波导光栅AAWG,主要针对400Gbps的网络应用。基于阵列波导光栅技术,不需要额外的电源供电或者温度控制,属于纯无源模块。具有低损耗和偏振相关损耗,低串扰等特点,在-40℃到85℃工作温度范围内稳定性良好。

图5. DWDM AAWG模块

关于亿源通(HYC)
亿源通(英文简称HYC)创立于2000年,是全球行业内领先的无源光器件OEM/ODM及解决方案提供商,专注于光通信无源基础器件研发、制造、销售与服务。公司主营产品为:光纤连接器(数据中心高密度光连接器),WDM波分复用器,PLC光分路器,MEMS光开关等四大核心光无源基础器件,广泛应用于光纤到户、4G/5G移动通信、互联网数据中心、国防通信等领域。

声明:本文内容由易百纳平台入驻作者撰写,文章观点仅代表作者本人,不代表易百纳立场。如有内容侵权或者其他问题,请联系本站进行删除。
红包 点赞 收藏 评论 打赏
评论
0个
内容存在敏感词
手气红包
    易百纳技术社区暂无数据
相关专栏
关于作者
亿源通科技

亿源通科技

20年光通信行业光器件研发制造经验

原创74
阅读14.9w
收藏1
点赞1
评论0
打赏用户 0
我要创作
分享技术经验,可获取创作收益
分类专栏
置顶时间设置
结束时间
删除原因
  • 广告/SPAM
  • 恶意灌水
  • 违规内容
  • 文不对题
  • 重复发帖
打赏作者
易百纳技术社区
亿源通科技
您的支持将鼓励我继续创作!
打赏金额:
¥1易百纳技术社区
¥5易百纳技术社区
¥10易百纳技术社区
¥50易百纳技术社区
¥100易百纳技术社区
支付方式:
微信支付
支付宝支付
易百纳技术社区微信支付
易百纳技术社区
打赏成功!

感谢您的打赏,如若您也想被打赏,可前往 发表专栏 哦~

举报反馈

举报类型

  • 内容涉黄/赌/毒
  • 内容侵权/抄袭
  • 政治相关
  • 涉嫌广告
  • 侮辱谩骂
  • 其他

详细说明

审核成功

发布时间设置
发布时间:
是否关联周任务-专栏模块

审核失败

失败原因
备注
拼手气红包 红包规则
祝福语
恭喜发财,大吉大利!
红包金额
红包最小金额不能低于5元
红包数量
红包数量范围10~50个
余额支付
当前余额:
可前往问答、专栏板块获取收益 去获取
取 消 确 定

小包子的红包

恭喜发财,大吉大利

已领取20/40,共1.6元 红包规则

    易百纳技术社区