阵列波导光栅复用器优化设计的数值计算

阵列波导光栅(AWG)复用／解复用器的优化设计计算是集成光波导器件设计计算中的难点．文章应用AWG光信号传输特性和光栅方程，提出了AWG组成部分输入／输出波导、阵列波导、平板波导相关参数及阵列波导结构优化设计的数值计算方法，给出了具体的计算数值；该计算方法解决了AWG复用器优化设计计算的问题，为进一步建立AWG的计算机辅助设计提供了基础．     

紫外写入法制作阵列波导光栅

提出了一种可能代替传统的利用反应离子刻蚀法（RIE）来制作阵列波导光栅（AWG）的新方法－紫外写入法。对紫外写入法制作AWG的可行性和优缺点进行了分析，设计了AWG的基本参数，并对整个工艺流程进行了设计和优化。最后，报道了本实验组获得的紫外诱导折射率变化值以及用紫外写入法制作的条形波导阵列。     

阵列波导光栅原理、制作工艺及其性能分析

阵列波导光栅(Arrayed-waveguideGrating，AWG)是密集型波分复用(DWDM)系统中的关键器件之一。本论述了AWG的原理及其制作工艺(主要是反应离子刻蚀和化学气相沉积)，分析了AWG的一些重要性能参数，提出了一些改进其性能的方法。最后，阐述了AWG在波长路由器、光上／下路复用器(OADM)、光交叉互连(OXC)等的应用。     

阵列波导光栅原理、制作工艺及其性能分析

阵列波导光栅(Arrayed-Waveguide Grating,AWG)是密集型波分复用(DWDM)系统中的关键器件之一。本文论述了AWG的原理及其制作工艺(主要是反应离子刻蚀和化学气相沉积),分析了AWG的一些重要性能参数,提出了一些改进其性能的方法。最后,阐述了AWG在波长路由器、光上/下路复用器(OADM)、光交叉互连(OXC)等的应用。     

聚合物阵列波导光栅复用器的研究

介绍了聚合物阵列波导光栅（AWG）复用器的基本原理，进而用Al掩模制做聚合物AWG光波导。结果表明：AWG器件的制做工艺，Al掩模技术明显优于厚胶掩模技术。用这种技术制备的器件，其结构指标与理论设计相符合而且波导在1.55μm处实现了单模传输。     

AWG插入损耗性能的分析和改善

阵列波导光栅(AWG)是实现密集波分复用(DWDM)光网络的理想器件，插入损耗是它的一个重要性能指标．文章在综述了多种减小AWG器件插入损耗方法的基础上，分析了如何使用楔形波导结构来降低模式失配所导致的耦合损耗．这种方法可以在不增加器件制作难度的同时大大降低AWG的插入损耗，并且适用于各种材料和结构的AWG器件设计。     

阵列波导光栅插入损耗的降低

阵列波导光栅（AWG Arrayed Waveguide Grating）是实现多通道密集波分复用（DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing)光网络的理想器件,插入损耗是它的一个重要性能指标。本文介绍了多种减小AWG插入损耗的方法,并在此基础上,分析了如何使用楔形波导结构来降低模式失配所导致的耦合损耗。这种方法可以在不增加器件制作难度的同时大大降低AWG的插入损耗,并且适用于各种材料和结构的AWG器件设计。     

在解复用模块设计中有效折射率变化的研究

研究了基于SOI(silicon—on—insulator)材料的阵列波导光栅(AWG)分波器件，给出了此器件材料色散的数值拟合公式，进而利用BPM方法研究了材料色散脊型波导结构变化和器件制做中刻蚀深度误差对波导有效折射率和波分复用模块性能的影响。结果表明，刻蚀深度误差对模块性能优劣起关键作用。     

一种简化的基于BPM的AWG优化设计方法

根据阵列波导光栅(AWG)的结构特点,提出了一种基于光传播算法的AWG简化数值模型.利用简化数值模型研究了4×4 AWG的光传输特性,计算得到的基本参数与设计完全符合,归一化光谱响应与实验结果也完全一致.设计并研究了一个插入损耗小,各信道光谱响应幅度均一的1×4 AWG.     

氟化聚合物光谱响应平坦化阵列波导光栅的优化设计和制备

本文基于阵列波导光栅(AWG)的传输理论,利用含氟聚合物(PFS-co-GMA)共聚物材料,对17×17信道光谱响应平坦化AWG波分复用器进行了参数优化.由于在聚合物阵列波导光栅器件的制备过程中,选用了反应离子刻蚀(RIE)工艺和蒸汽回溶技术,形成的梯形截面波导芯,使AWG传输的光产生相位移,导致传输光谱移动,引起串扰...     

一种简化的基于BPM的AWG优化设计方法

根据阵列波导光栅(AWG)的结构特点,提出了一种基于光传播算法的AWG简化数值模型.利用简化数值模型研究了4×4 AWG的光传输特性,计算得到的基本参数与设计完全符合,归一化光谱响应与实验结果也完全一致.设计并研究了一个插入损耗小,各信道光谱响应幅度均一的1×4 AWG.     

SiO2平面光波导的PECVD制备和膜层特性研究

研究了等离子体增强化学汽相沉积（PECVD）的光波导膜层的光学特性,论述了沉积工艺参量和退火处理对膜层性能的影响,优化工艺获得了高质量的波导膜层,成功设计制作了在1 550nm中心波长损耗低于0.1db/cm的平面光波导和阵列波导光栅（AWG）器件。     

锥面AWG能量密度及其色散特性的研究

基于阵列波导光栅(AWG)的结构特点，采用Bloch函数近似算法，建立了锥面波导的结构模型，考虑信号在波导中的辐射特性，讨论锥面AWG能量密度及其散射特性。结合作者前期在锥面AWG波导结构参数的研究工作，对锥面AWG进行了仿真计算。数值结果表明：锥面AWG布里渊区的中心区域辐射能量最大，并得到传输系数与轴向距离2及衍射角的关系，计算得到的基本参数与仿真结果相吻合。     

DRIE技术加工W波段行波管折叠波导慢波结构的研究

简要介绍了利用深反应离子刻蚀制作折叠波导慢波结构的现状及制作的工艺流程。对深反应离子刻蚀掩膜制作即光刻工艺,以及折叠波导慢波结构的深刻加工进行了深入的研究。详细分析了各光刻工艺对光刻胶图形的影响,尤其是前烘对光刻胶图像侧壁垂直度的影响;在深反应离子刻蚀中,还详细分析了刻蚀时间、下电极功率以及刻蚀气体气压对刻蚀结果的影响。经参数优化后获得最佳工艺参数,并制作出带有电子注通道的W波段折叠波导慢波结构,慢波结构深为946μm,侧壁垂直度为91°,电子注通道深为225μm,侧壁垂直度为90°。     

阵列波导光栅在二维光CDMA系统中的应用研究

分析了二维光CDMA系统及系统中采用的地址码的特点,介绍了阵列波导光栅(AWG)的功能,给出了三种基于AWG的二维光CD MA编解码器的结构及其工作原理。最后以二维光正交码为例,分析了采用AWG编解码器的二维系统的性能.结果表明,AWG编解码器可以实现多波长二维光CDMA系统中地址码的快速编解码功能,使系统容量达到Tbit/s量级。     

二氧化硅光波导刻蚀参量及掩膜的优化

硅基二氧化硅光波导是光通信中的关键器件.采用光刻胶以及金属作为掩膜进行了反应离子刻蚀二氧化硅光波导的工艺研究,获得了刻蚀速率及刻蚀选择比相对各工艺参数变化的三维神经网络模型.利用一种新型的用于二氧化硅深刻蚀的复合双层掩膜结构,克服了许多单层掩膜自身的限制,并利用这一结构制作出低传输损耗的硅基二氧化硅波导.     

温度不敏感阵列波导光栅

文章详细论述了温度不敏感平面阵列波导光栅(AWG)的设计原理和几种主要的实现方法,如针对硅基二氧化硅AWG,的负热光系数材料嵌入补偿方法、负热光系数材料上包层补偿方法、双金属片应力补偿方法和移动输入波导补偿方法等,并列举了采用这些方法的实际例子和补偿效果。     

Ag膜电场辅助离子交换方法制作光波导

提出了银膜电场辅助离子交换方法制作光波导的理论,介绍银膜做电极与熔盐做电极制作光波导。对波导折射率进行分析,阐述了影响折射率的各种因素,最后给出了实验结果。     

适用于阵列波导光栅制作的厚SiO2陡直刻蚀技术

采用ICP-98型高密度等离子体刻蚀机进行了厚SiO2陡直刻蚀技术的研究,利用双层掩膜技术解决了"微掩膜现象"问题,刻蚀获得12.4μm的陡直SiO2光波导剖面,并将这一刻蚀技术用于阵列波导光栅的制作中.     

基于SOI的16通道200GHz阵列波导光栅

设计并制作了基于绝缘体上硅(SOI)材料的1×16阵列波导光栅(AWG).该AWG器件的中心波长为1 550 nm,信道间隔为200 GHz,采用了脊型波导结构.首先确定了波导的结构尺寸以保证单模传输,并利用束传播法(BPM)模拟了波导间隔、弯曲半径和锥形波导长度等参数对器件性能的影响,对器件结构进行了优化,同时也利用BPM方法模拟了器件的传输谱.模拟结果显示:器件的最小信道损耗为4.64 dB,串扰小于-30 dB.根据优化的器件结构,通过光刻等半导体工艺制作了AWG,经测试得到AWG器件的损耗为4.52～8.1 dB,串扰为17～20 dB,能够实现良好的波分复用/解复用功能.