多通道阵列波导光栅的研究
本文关键词: 阵列波导光栅 多通道 聚合物 出处:《电子科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:由于多媒体通讯所带来的网络流量激增,使得升级通信网络容量和速度变得日益重要,传统的通信技术和器件已不能很好地满足上述需求。阵列波导光栅作为密集波分复用系统中的一种关键器件,为解决这一问题提供了切实可行的方案。如今,凭借通道数目多、通道间隔小、插损和串扰低、光谱响应平坦等诸多优点,阵列波导光栅在光纤通信中正发挥着日益重要的作用。本文首先对阵列波导光栅的相关光波导理论进行了研究,介绍了平板波导和矩形波导的结构,讨论了它们的电磁场分布。简要阐述了马卡提里近似解析法和有效折射率法,并将其用于对矩形波导的分析。然后对阵列波导光栅的基本原理及特性进行了分析,阐述了输出光谱性能改进的若干方法。本文首先设计了一个1×8、波长间隔为1.6nm的阵列波导光栅解复用器,研究了阵列波导光栅的波长通道数、波导芯尺寸、有效折射率、波导间隔、阵列波导数等关键参数的相互关联性。给出了一种实现均匀通道输出特性的方法,借助基于有限差分光束传输法的RSoft BeamProp软件对1×8的阵列波导光栅进行了仿真,并采用韩国ChemOptics公司的ZPU紫外固化聚合物材料对器件进行了制备和测试。最后,在前面研究的基础上,优化设计出了一个1×41、波长间隔为0.4nm的密集型阵列波导光栅解复用器,并对其进行了模拟仿真。仿真结果显示,采用本文的方法能获得具有低损耗和均匀通道输出特性的多通道阵列波导光栅,边缘输出通道的插入损耗低至-2.9dB,通道插入损耗均匀性低至1.3dB,相邻通道串扰被限制在-25dB左右,非相邻通道串扰被限制在-40dB左右。
[Abstract]:Because of the rapid increase in network traffic caused by multimedia communications, upgrading the capacity and speed of communication networks is becoming increasingly important, The traditional communication technology and devices can not meet these requirements well. As a key device in dense wavelength division multiplexing (DWDM) system, arrayed waveguide gratings provide a feasible solution to this problem. Nowadays, with a large number of channels, arrayed waveguide gratings provide a practical solution to this problem. With the advantages of small channel spacing, low insertion loss, low crosstalk and flat spectral response, arrayed waveguide gratings are playing an increasingly important role in optical fiber communication. The structures of planar and rectangular waveguides are introduced, their electromagnetic field distributions are discussed, and the Makatiri approximate analytical method and effective refractive index method are briefly described. Then the basic principle and characteristics of arrayed waveguide grating are analyzed. In this paper, a 1 脳 8 arrayed waveguide grating demultiplexer with a wavelength interval of 1.6 nm is designed. The number of wavelength channels, the size of waveguide core, the effective refractive index of arrayed waveguide grating are studied. A method to realize the output characteristics of uniform channel is presented. The 1 脳 8 arrayed waveguide grating is simulated by RSoft BeamProp software based on the finite difference beam propagation method. Finally, based on the previous research, a 1 脳 41 dense arrayed waveguide grating demultiplexer with a wavelength interval of 0.4nm is designed. The simulation results show that the multi-channel arrayed waveguide grating with low loss and uniform channel output characteristics can be obtained by the proposed method. The insertion loss of the edge output channel is as low as -2.9 dB, the uniformity of the channel insertion loss is as low as 1.3 dB, the crosstalk of the adjacent channel is limited to -25 dB, and the non-adjacent channel crosstalk is limited to -40 dB.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN25
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,本文编号:1500318
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