光电子课程设计

光电子课程设计光电子器件课程设计 论文题目： 波导型 Bragg 光栅的设计 学院名称： 机械工程学院 专业班级: 光信息 1102 学生姓名： 陈志勇 学生学号： 3110303034 指导老师： 陈明阳 2025 年 3 月 25 日 一、引言 密集波分复用( DWDM) 技术为光纤通信向大容量、 高速率进展提供了有效途径, 而 D WDM 系统中的关键器件是波分复用器/ 解复用器 . 波分复用器大致分为介质膜滤波器型、 光栅型和平面波导型等, 未来 D WDM 系统对波分复用器的进展要求是: 大通道数、 损耗及其偏差小、 串扰小、偏振相关性小等 .基于 P L Cs ( Planar Light wave Circuits) 的平面光波导器件阵列波导光栅(AWGs) 型波分复用器具有波长分辨率高、 集成化、 通道串扰小和插入损 耗小等优点, 很适宜于大通道数波分复用器件.目前, A WGs 已成为国内外讨论机构和通信公司讨论的热点 .A WG s 的 分 光 性 能 类 似 于 普 通 光 栅, 但 A WG s 不同于普通衍射光栅之处在于: 普通光栅的光束是在自由空间中传播的, 而 A W Gs 中的光束是受约束的导波 . 所以分析和设计 A WG s 需用导波光学和衍射光学分别处理光束的传播问题, 如条形波导、平板波导的传输常量, 过渡区的耦合, 串扰的估算等等需要用到导波光学; 而光束在平板波导中的远场衍射, 干涉聚焦等等则需用到衍射光学。 二、阵列波导光栅的结构和原理 要明白阵列波导光栅(AWG-Arrayed Waveguide Gratings)的原理，我们首先要知道凹面光栅与罗兰圆 凹面光栅：在凹球面上刻划一系列等间距的线条，同时具有衍射和聚焦两种功能； 罗兰圆：直径等于凹面光栅的曲率半径； 特性：罗兰圆上任一点发出的光，衍射之后仍聚焦在罗兰圆上，不同衍射级次对应不同衍射角，满足衍射条件： da(sin?'?sin?)?m? 1、AWG 的结构 输入星形耦合器 输出星形耦合器 一个标准的 AWG 器件由五部分组成：输入波导、输入星形耦合器、阵列波导、输出星形耦合器和输出波导阵列。 阵列波导：波导长度以 ΔL 递增。 输入星形耦合器：输入波导的端口位于罗兰圆上，而阵列波导的输入端位于两倍直径的圆周上。 输出星形耦合器：输出波导阵列的端口位于罗兰圆上，而阵列波导的输出端位于两倍直径的圆周上。 2、AWG 的基本工作原理 dsin??m?ncdsin??na?L?m? ?na?L?m??na?L?m????arcsin????ndncdc?? 输入星形耦合器与输出星形耦合器为镜...