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基于光束传输法的阵列波导光栅复用器的研究

李志宏  
【摘要】:随着现代通信容量的急剧增加,现有光纤网络单通道的传输容量利用率已经日趋饱和。解决这一问题行之有效的方法是采用密集波分复用(DWDM)技术。而密集波分复用技术的实现得依赖于各种波分复用器件的发展,其中低损耗,小串扰,并具复用/解复用的阵列波导光栅(AWG)复用器被认为是用于DWDM光网络的最佳选择。由此可见,对阵列波导光栅(AWG)复用器的研究分析对整个光通信的发展有着重要的意义。 为了使设计出的AWG性能指标能够满足DWDM系统的严格要求,对AWG进行精确地模拟是非常必要的。本文首先介绍了光束传输法(BPM)的发展情况,在此基础上研究并简化了BPM与不同边界条件结合所得的几种算法,并利用这些算法分析了几种波导元器件,说明了简化后算法的有效性;其次,本文介绍了光波导的基本理论和有效折射率方法(EIM),并利用有效折射率方法分析了脊形波导的结构参数和单模传输条件。最后,提出并实现了基于光束传输法(BPM)的阵列波导光栅(AWG)简化数值模型,结合有效折射率法(EIM)分析研究了AWG的局部结构如Taper波导结构,并进行了结构优化。通过计算和分析表明,利用优化后的结构,AWG可以获得较低的插入损耗和平坦的光谱响应,使AWG的一些性能参数得到了改善。


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