蚀刻衍射光栅波分复用器件的设计与模拟

近年来光通信飞速发展 ,波分复用技术 (WDM)是满足要求的有效手段 .密集波分复用技术已经得到成功商用 ,其扩展信息传输容量的能力也在不断增强 .作为波分复用中最关键的器件 ,蚀刻衍射光栅 (EDG)是平面波导密集波分复用器件中很有发展潜力的一种 .本文分析了 EDG器件的解复用原理 ,参量设计 ,工艺过程 .文章最后 ,建立了一个光栅干涉的简单模型 ,对设计好的器件参量进行模场形状、谱响应、色散等光栅性能的模拟 ,得到基本的器件解复用特性 。

标量衍射理论模拟蚀刻衍射光栅

讨论用于光通信的集成波分复用/解复用器件蚀刻衍射光栅(EDG),它是波分复用光通信的核心器件的一种。EDG基于平面波导的Rowland圆结构,光栅面是平面。光栅的每一个齿面都垂直于齿面中心和输入波导端点的连线。基于标量散射场满足的Hemholtz方程,推导出Rowland圆上场分布的精确表达式。利用这个模型对设计好的器件参数进行了模场形状、谱响应、色散等复用性能的模拟,并对插入损耗和串扰进行了简要分析。

光纤陀螺(FOG)小型化技术

在把FOG从实验室推向实用领域的研究过程中,FOG的小型化是必不可少的。本文基于对FOG电路和光路两个结构部分的分析,分别阐述了使FOG体积减小,重量减轻的几种途径。多轴陀螺的复用也是FOG小型化的重要途径。

大角度蚀刻衍射光栅的模拟

研究了平面波导密集波分复用器件中很有发展潜力的蚀刻衍射光栅 (EDG) 小角度范围光栅的模拟通常采用高斯近似的输入光场 ,由于近轴的高斯光场接近实际光场 ,所以模拟结果很准确 但这种方法应用于大角度范围的光栅则有偏差 本文提出了大角度蚀刻衍射光栅的模拟方法 ,分析了这种偏差并给出了模拟结果

光纤陀螺用SLD光源驱动电路

半导体激光光源超辐射二极管 ( SLD)的稳定性对光纤陀螺 ( FOG)的性能有重要影响 ,介绍了 SL D稳定性要求及驱动电路控制的原理 ,并分析了实现控制的几种方案。

波分复用技术:稀疏与密集

波分复用技术是目前满足急剧增长传输容量需求的有效技术 ,DWDM(密集波分复用 )系统已经在长途网中得到广泛应用 ,但在短途网中其价格还是过于昂贵。本文介绍了适合短途应用的低成本的CWDM(稀疏波分复用 )技术 ,通过与DWDM的对比 ,分析了CWDM在特定应用中的优势以及具体原因 。

时域有限差分法分析蚀刻衍射光栅的后向衍射效率(英文)

采用时域有限差分法 (FDTD)结合理想匹配层 (PML)边界条件及周期性边界条件对两种结构槽面的后向衍射效率进行了分析 ,在P偏振和S偏振两种情况下 ,均得到了比传统差分方法和射线近似方法更精确的解 数值计算结果表明 :全内反射 (TIR)结构在高折射率材料 (如InP)的蚀刻衍射光栅 (EDG)中很有效 ,而在低折射率材料 (如SiO2 )

两点法设计平场型EDG波分复用器件

利用两点法 (twostigmaticpointsmethod)对平场型蚀刻衍射光栅 (EDG)波分复用器件进行了优化设计 .与传统EDG相比 ,该方法以较小的性能损失为代价 ,极大简化了制作工艺 .通过标量波动衍射理论对 16通道的该型器件进行了数值模拟 ,结果表明 :在用光探测器陈列接收的情况下 ,额外的功率损耗约为 1dB ,信道间的不均匀性小于 0 .3dB ,串绕小于 - 30dB .

光通信中波分复用器件的实现技术

介绍了宽带光通信中最关键的器件———波分复用器件的各种实现技术,包括级联型的介质薄膜滤波型、光纤布拉格光栅型、马赫 曾德干涉型和色散型的体光栅型、平面集成型。文章对这些实现技术的特点进行了详细的分析和比较,最后给出了结论和展望。

一种改善频谱性能的蚀刻衍射光栅输出结构新设计(英文)

对波分复用系统中一种重要的解复用器 衍射蚀刻光栅 (EDG)的输出结构进行了研究 ,并提出一种新的采用渐变波导和空气槽相结合的结构设计 ,在保持器件原有的紧凑结构的前提下极大的提高了器件的频谱特性 该结构设计不需要额外的工艺过程 ,并且具有很好的工艺容差性 结构的有效性通过波束传播方法(BPM )和模式传播分析 (MPA)得到了验证 在所给的数值模型中 ,- 1dB带宽和品质因素分别比传统设计提高了 1.4 74和 1.383倍 同时 ,相邻信道间的串扰降低了 15dB以上 ,而整个结构引入的功率损耗仅仅为 0 .

应用两点法对EDG器件的优化设计

应用两点法对EDG器件进行了优化设计,将器件中凹面光栅对中心波长的无像差点由一个 增加到两个,并由此确定各光栅槽面的位置及输出点的位置。利用标量波动衍射理论进行了数值模拟,结果表明,该设计能明显降低系统像差,改变了传统设计方法在大通道数情况下像差过大、边缘通道性能劣化等问题。

蚀刻衍射光栅设计的一点法与二点法

本文介绍了蚀刻衍射光栅 (EDG)的解复用特性 ,对于光栅几何参数的设计 ,传统的等距凹面光栅不适用于平面波导 ,文中详细的讨论了两种无像差点设计方法 :一点法和两点法。对于两种方法确定的光栅点 ,文中用光程误差进行评价 ,模拟结果显示 。

光纤陀螺中一种光相位差跟踪方法

对光纤陀螺中光相位差的检测是得到所需角速度的基础。简要分析了陀螺输出信号的特点 :噪声大、非线性、周期性 ,以及这些特点对检测有效信号的影响。提出了一种单通道光相位差跟踪的方法。这种方法采用正弦调制 ,通过对信号 (包括输出信号和跟踪信号 )的三角和乘法运算 ,并在必要的环节进行滤波得到光相位差。它能够解决光纤陀螺动态范围和刻度因子线性度问题 ,并具有简明、成本低、易实现的特点。最后进行了相位跟踪的计算机模拟和电路的实现 。

平场输入/输出蚀刻衍射光栅的设计

光通信中波分复用技术是解决通信网络瓶颈的有效手段 ,近年来得到很大发展。以平面波导波分复用器件为核心的密集波分复用技术已经得到成功商用。蚀刻衍射光栅是平面波导密集波分复用器件中很有发展潜力的一种。原有蚀刻衍射光栅采用罗兰圆设计 ,输入输出在圆弧曲线上由条形波导引出 ;而平场输入 /输出的蚀刻衍射光栅在很多应用中可以省去制作输入输出波导 ,大大简化制作工艺 ,同时能够保持良好的线性色散和聚集效果。给出了平场输入和输出蚀刻衍射光栅的设计方法 ,并利用标量衍射理论对设计的结果进行模拟 ,验证了平场输出蚀刻衍射光栅具有很好的分波效果。

高斯光束计算平板波导自由传输区远场分布及其修正

对近轴近似条件下求解亥姆霍兹方程得到的高斯光束显式传播公式做了分析 ,同时 ,基于基尔霍夫衍射理论 ,在菲涅耳近似的条件下给出了相应的高斯光束在远场的传播公式 ,在此基础上 ,对近轴近似条件做出了定量分析 ,给出了这个近似条件引入的误差 ,提出了一种计算高斯光束远场分布的修正方法 ,并采用有限差分光束传播方法 (FD BPM)来检验各种方法的准确性。把这种修正方法应用到平面光集成波导器件 ,如阵列波导光栅 (AWG)、蚀刻衍射光栅 (EDG)等器件的设计和模拟中 ,可以大大降低工作的复杂性 ,同时可以得到精确的结果。

厚二氧化硅光波导薄膜制备及其特性分析

以硅烷和氧化二氮作为反应气体 ,采用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)技术 ,不使用掺杂 ,在单晶硅衬底上制备了用于平面光波导的二氧化硅薄膜。研究了薄膜折射率和淀积速率与工艺参量之间的关系 ,通过棱镜耦合仪、傅里叶变换红外光谱、原子力显微镜等测试手段 ,分析了薄膜的结构和光学特性。结果表明 ,实验能快速生长厚二氧化硅薄膜 ,薄膜表面平整 ,颗粒度均匀 ,同时薄膜具有折射率精确可控和红外透射性能好的特点 ,非常适合制作光波导器件。

工艺误差对EDG器件性能的影响

定量地分析了蚀刻衍射光栅 (EDG)波分复用 (WDM)器件的制作过程中存在的光栅槽面圆角、槽面倾斜以及槽面粗糙等工艺误差对器件性能、特别是插入损耗的影响。当圆角半径、槽面倾斜角和粗糙度分别为 1μm、1°和 40 nm时 ,相应产生的损耗为 1.7d B、0 .7d B和 1d B。