什么是AWG(阵列波导光栅)及AWG的基本结构

2022-04-07 10:37:51 tuoputu

什么是AWG(阵列波导光栅)?

我们知道,DWDM技术可以在单根光纤中传输数十个波长,大大扩充了光纤通信系统的传输容量。DWDM系统中最早采用的波分复用/解复用模块是基于介质膜滤光片TFF的,如图1和图2所示。这两种都是串联结构,不同波长在模块中经历不同数量的器件,产生不同的功率损耗。随着端口数增加,DWDM模块的损耗均匀性劣化。同时,在最后端口产生的最大损耗是制约端口数量的另一个因素。因此,基于TFF技术的DWDM模块,其信道数通常不超过16。


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图1. 基于三端口WDM器件的WDM模块

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图2. 迷你WDM模块结构


然而,一个典型的DWDM系统,通常在单根光纤中传输40或者48个波长,因此需要更大端口数的复用/解复用器。串联结构的WDM模块会在后面端口累积太多功率损耗,因此需要采用并行结构,一次性对数十个波长进行复用/解复用操作。阵列波导光栅AWG就是这样一种光器件。


阵列波导光栅通常用于波分复用WDM系统中的光复用器Optical (De)Multiplexers,这些设备能够把许多波长的光复合到单一的光纤中,从而提高光纤网络的传播效率。


AWG的结构

典型的AWG结构如图3所示,它包括一个输入波导、一个输入星形耦合器(图中自由传输区域FPR)、一组阵列波导、一个输出星形耦合器和数十根输出波导。阵列波导的长度成等差级数,第一根波导的长度是L0,第i根波导的长度Li为

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图3. 典型AWG结构

DWDM信号从输入波导进入输入星形耦合器,经自由传输之后,被分配到阵列波导之中。这个分配过程是波长无关的,所有波长被无差别的分配到阵列波导之中。阵列波导对多光束产生相位差,各光束的相位成等差级数,这与传统光栅中的情况类似。不同波长被色散展开,并聚焦在输出星形耦合器中的不同位置。不同波长被不同的波导接收,从而实现对DWDM信号的并行解复用。


阵列波导光栅(AWG)是正在迅速发展的(密集波分复用系统)DWDM 网络的关键器件。AWG可获得大量的波长和信道数,实现数十个至几百个波长的复用和解复用,并能灵活地与其它光器件构成多功能器件和模块。具有高稳定性和优良性价比也是AWG成为DWDM首选的技术的原因之一。


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