陣列波導(dǎo)光柵的設(shè)計(jì)制作及其應(yīng)用研究.pdf

1、隨著全球互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，人們對(duì)通信的傳輸容量和傳輸速率的需求越來(lái)越高，波分復(fù)用（WDM）技術(shù)是目前擴(kuò)展光通信網(wǎng)絡(luò)帶寬的關(guān)鍵技術(shù)。陣列波導(dǎo)光柵（AWG）作為典型的波分復(fù)用器件，具有結(jié)構(gòu)緊湊、易與半導(dǎo)體激光器等有源器件結(jié)合實(shí)現(xiàn)單片集成等優(yōu)勢(shì)，在 WDM系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用。本論文對(duì)陣列波導(dǎo)光柵的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究，主要工作內(nèi)容可概括如下：
　　（1）介紹和研究了光波導(dǎo)理論和數(shù)值計(jì)算方法。對(duì)AWG器件的工作原理、主要性能指標(biāo)

2、、理論模型以及設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了分析，為后續(xù)的設(shè)計(jì)和性能改善提供了依據(jù)。（2）為了減小器件尺寸、提高集成度，提出了基于多模干涉反射器的硅基反射型AWG設(shè)計(jì)方案。分析了多模干涉反射器的工作原理，通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，設(shè)計(jì)了插入損耗僅為0.23dB的反射器。通過(guò)在陣列波導(dǎo)末端引入優(yōu)化后的多模干涉反射器實(shí)現(xiàn)反射型AWG，可以有效地減小器件尺寸便于集成。在此基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)制作了1×7信道的硅基反射型AWG，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的可行性。相比于同一工藝條件下制作

3、的常規(guī)型AWG，相鄰?fù)ǖ来當(dāng)_從-7.5 dB~-8.9 dB降低至-9.6 dB~-12.9 dB。
　　（3）提出了基于環(huán)形波導(dǎo)的硅基反射型AWG設(shè)計(jì)方案。通過(guò)在相鄰兩根陣列波導(dǎo)末端引入環(huán)形波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)反射型 AWG，理論上可將器件的通道響應(yīng)帶寬增大至兩倍。完成了器件的工藝制作和測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了通道響應(yīng)帶寬增加的反射型AWG。相比于常規(guī)型AWG，光譜響應(yīng)的3dB帶寬從0.6nm增大至1.13 nm。
　?。?）為了實(shí)現(xiàn)AWG與激光