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波导的弯曲对阵列波导光栅传输特性的影响

由于阵列波导光栅(AWG)器件在密集波分复用(DWDM)光通讯网络中的广泛应用(如波分复用、解复用、路由和N×N互连等),使得AWG器件的研究得到了迅速的发展[1,2]。与其他材料制作的AWG器件相比,聚合材料AWG器件具有成本低、价格便宜、工艺简单、折射率易调谐等优点。因此近年来聚合物AWG器件已成为国内外研究的热点,并已制作出了一些不同聚合物材料的AWG器件[3,4]。AWG中的每一条阵列波导通常都是由一条弯曲波导和两条直波导平滑连接而成。即使一个AWG器件设计得非常精确,阵列波导的弯曲仍然会影响AWG器件的性能,使AWG中的传输光产生相移,引起传输光谱的漂移和串扰的改变。因此,为了验证所设计的AWG器件能否实际应用,应分析阵列波导的弯曲对器件传输性能所产生的影响。本文首先在中心波长1550.918 nm、波长间隔0.8 nm的情况下,对33×33信道聚合物AWG波分复用器进行了参数优化。然后分析了阵列波导的弯曲对器件的传输...  (本文共5页) 阅读全文>>

吉林大学
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阵列波导光栅波分复用器/解复用器的优化设计和软件实现

随着光通信系统和网络对带宽和容量需求的迅猛增长,波分复用技术越来越成为人们研究的热点。基于阵列波导光栅(AWG)的各种光子器件能够满足密集波分复用系统的各种需求,因此,研制 AWG 器件以及改善它的性能就成为了密集波分复用系统研制工作的关键技术之一。阵列波导光栅是由一定数量的输入/输出信道波导、阵列波导和两块平板波导组成,信道波导和阵列波导通过平板波导相连。阵列波导中相邻阵列波导的长度差保持为常数,可以起到光栅的作用,从而可以完成不同波长光的复用和解复用功能。本论文从波导的模式方程和基本的光栅方程出发来阐述阵列波导光栅的工作原理及主要功能,如角色散、自由光谱区、微调效应、波长分配原理、波谱平坦、偏振不灵敏性、温度效应等。分析了波分复用系统对 AWG 的具体要求:波长对准与稳定、低串扰、低插入损耗、顶部平坦的带通、偏振不敏感、可集成和级连、低成本与封装。给出了 AWG 的具体特性和在光通信系统中的应用。条形波导是集成光路和各种集成...  (本文共139页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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硅基聚合物阵列波导光栅器件波谱响应平坦化研究

本论文重点阐述了波谱响应平坦化阵列波导光栅(AWG)的基本原理,描述了选用高氟化聚芳醚(FPE)聚合物材料制备箱型波谱响应AWG器件的详细过程。制备出中心信道插入损耗为?13.4dB的17×17信道高氟聚合物AWG器件。对器件的参数优化、结构设计、工艺制备、端面抛光、封装技术、测试分析等进行了详细的论述,并提出了下一步研究工作的展望。本论文的主要创新点如下:1、提出了新的箱型波谱响应AWG器件的设计方法,即阵列波导长度差方法。就是把奇数阵列波导长度差ΔL减去一个增量δ(ΔL)使其间减小为ΔL ?δ(ΔL),偶数阵列波导长度差ΔL加上同一个增量δ(ΔL)使其增大为ΔL +δ(ΔL)。这样就把原来所设计的AWG分成分别由偶数阵列波导、奇数阵列波导组成两个亚AWG。这两个亚AWG的传输光谱叠加后可使输出光谱在原来所设计的波长附近平坦,形成箱型波谱响应。2、分析了阵列波导的弯曲对AWG传输性能的影响。3、分析了工艺误差对AWG传输性能的...  (本文共151页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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聚合物阵列波导光栅的温度特性和无热化

本论文阐述了阵列波导光栅(AWG)器件的参数优化和结构设计方法并对圆滑类梯形波导截面AWG进行了参数修正,重点分析了全聚合物AWG和硅基聚合物/SiO_2混合材料AWG的温度特性,通过参数优化设计出上述两种无热化AWG器件。本论文的主要创新点概括如下:1、应用双曲正切函数和费米函数对圆滑类梯形截面进行了“等效矩形”模拟。考虑到经过反应离子刻蚀和侧壁蒸汽回溶后得到的波导截面一般为圆滑类梯形截面,我们应用微扰法对其进行微扰分析,并分析了圆滑类梯形截面对AWG器件性能的影响。在此基础上,对AWG的参数进行了修正。2、设计了对称性和非对称性两种无热化全聚合物AWG。在对硅基聚合物AWG温度特性分析的基础上,给出了实现其无热化的方法。即应用聚合物做衬底取代原来的SiO_2衬底,提高了AWG的热稳定性。同时,通过对这种全聚合物AWG参数的优化,设计出了无热化全聚合物AWG。3、设计了硅基聚合物/SiO_2混合材料AWG。在对硅基SiO_2A...  (本文共148页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
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陈列波导光栅的理论建模与优化设计及其实验研究

阵列波导光栅(AWG)是一种典型的集成型光波导器件,具有优越的性能和广泛的应用前景。本文对AWG的特性进行了深入研究,提出了新的有效数值模拟方法与优化设计,改进了AWG的性能,并完成了相关的实验和测试。由于集成光波导器件的特殊性,数值模拟计算在器件的设计中占据非常重要的地位,建立有效可靠的模拟平台是一项非常关键的工作。本文首先介绍了光波导基本理论,总结了用于光波导模场分析的解析方法和数值方法。在均匀格点的基础上,给出了基于柱坐标的全矢量非均匀格点有限差分方法(FDM),并采用了完美匹配层(PML)边界条件。所得FDM公式具有通用性和统一性,可以衍生出多种特殊情形的FDM,如均匀格点FDM、直角坐标FDM等。因此几乎可用于所有复杂波导结构(包括弯曲波导)模式特性分析。给出了基于PML边界条件的二维/三维束传播方法(BPM),将柱坐标下的二维近轴BPM推广到广角BPM。基于这些数值方法对光波导的特性进行了研究:首先,利用FDM对硅绝...  (本文共257页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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紫外写入法制作阵列波导光栅的理论研究

在本论文中,第一,简介了波分复用技术和阵列波导光栅的发展现状、优点和紫外写入法的制作工艺。第二,讨论了阵列波导光栅的基本结构、工作原理、数学特性、基本功能和光波导的基本理论。第三,利用马卡提里近似推导出波导模式的本征方程,从基本的光栅方程出发推导出AWG的相关参数。第四,从AWG的传输方程出发对AWG波分复用器的相关参数进行了优化设计,并得出了一组优化后的参数。最后以一种中心波长为1.550918μm,波长间隔为1.6nm,7通道的AWG波分复用器为例进行了传输特性分析和损耗特性分析,给出了matlab编程的图形模拟和数值分析,得出影响AWG波分复用器传输特性和损耗特性的参数和因素,并得出相应的规律和结论。  (本文共100页) 本文目录 | 阅读全文>>