阵列波导光栅(AWG)的工作原理
AWG是Arrayed Waveguide Grating阵列波导光栅,是密集波分复用系统(DWDM)中的首选技术。AWG是一种平面波导器件,是利用PLC技术在芯片衬底上制作的阵列波导光栅。与FBG和TTF相比,AWG具有集成度高、通道数目多、插入损耗小、易于批量自动化生产等优点。 AWG的工作原理,可以从凹面光栅来分析。凹面光栅结构如图1所示,光栅的槽面分布在一个半径为R=2r的大圆上,在光栅前面存在一个小圆,其半径r是大圆的一半,这个小圆称为罗兰圆。凹面光栅兼有传统光栅和透镜两种功能,从罗兰圆上任意一点P1发出的光束,经凹面光栅衍射之后,必定聚焦在罗兰圆上另一点P2。衍射角θ与入射角α之间满足关系式(1)。 根据式(1),衍射角θ是波长相关的。当一束复色光波从P1点发出,经凹面光栅衍射之后,不同波长将会聚焦在罗兰圆上的不同位置(P2点附近)。 图1. 凹面光栅的衍射 输入/输出星形耦合器具有类似凹面光栅的结构,图2是输出星形耦合器的结构,阵列波导的端口都分布在一个直径为R=2r的大圆上,而输出波导的端口都分布在一个半径为r的小圆(罗兰圆)上。输入星形耦合器的结构与星形耦合器类似,差别仅在于数十根输出波导被一根输入波导替代,输入波导的端口位于输出波导的中心位置C。 图2. 输出星形耦合器的结构 凹面光栅与星形耦合器之间的类比,如图3所示。在凹面光栅中,复色光束从罗兰圆上的一点发出