波導光柵,波導光柵原理什么?
波導光柵,波導光柵原理什么?
數(shù)組波導光柵屬于平面光路技術(shù)(Planar Light Circuit; PLC)的一種,因此在介紹數(shù)組波導光柵之前,需先談?wù)勂矫娌▽Ъ夹g(shù)。
基于現(xiàn)有的光被動組件都有勞力密集、低產(chǎn)能與低組裝良率等缺點,因而引發(fā)制造商投入以半導體制造技術(shù)來開發(fā)被動光組件的動機,也因此發(fā)展出了平面光波導的技術(shù)。發(fā)展平面光波導技術(shù)的主要目的便是要將具有2個以上功能組件積體化到同一平臺(基板)上。其關(guān)鍵驅(qū)動力乃起因于WDM技術(shù)的成功,因為WDM技術(shù)使得在單一傳輸在線增加頻寬變得可能。其主要概念為允許不同波長之光訊號得以共存(coexist)于單一光纖上。當不同的波長聚合時,個別的訊號便結(jié)合起來(combined)或是多任務(wù)化(multiplexed),而到了接收端時,訊號則需被分離開來(separated)或進行解多任務(wù)(demultiplexed)。示意圖如圖一所示。
圖一 WDM示意圖
平面光波導的技術(shù)是將光回路(optical circuitry)局限在芯片上面,藉由波導(waveguide)來限制光訊號在芯片表面上的路徑,其功能就好比光纖導引光訊號般。光波導的核心(core)比包覆層(cladding layer)有較高的折射率,因此便可以將信號局限在波導內(nèi)(全反射原理)。而在組件上之波導圖(waveguide pattern)就好比電路板上的電路圖,光路在此組件表面上便可以很容易地被導到不同的位置。
平面光波導技術(shù)于直線路徑的傳輸效果相當好,但是,因為在應(yīng)用時需將路徑局限于小小的芯片上,因此便需要將路徑彎曲,而此彎曲的路徑便會受制于曲率半徑,而此曲率半徑乃由核心/披覆層的折射率差以及波導所能承受的最大訊號插入損失所控制。前者取決于核心/披覆層的材料和制程,后者為組件設(shè)計時的重要參數(shù)。此外,最小彎曲半徑可以在1公厘至10公厘的范圍,主要是依組件設(shè)計型態(tài)的不同而不同。
在平面光組件中,應(yīng)用于制作解多任務(wù)功能最普遍的例子,便是數(shù)組波導光柵(Array Waveguide Grating; AWG),其主要設(shè)計依據(jù)為光的干涉原理(利用光波特性來產(chǎn)生建設(shè)性和破壞性干涉)。此類型組件會將一入射訊號分裂成多個不相同的波導分支(waveguide branch),如圖二所示,這些支流會被各不同曲率半徑的拱形路徑所引導,且各支流的長度都必須相當精確地設(shè)計成不等長度。因此當這謝光波抵達終點時,訊號會再次被匯集,但因為不同路徑長度所造成的干涉態(tài)各不相同,以致于相差也各不相同,如此,借著利用干涉態(tài)不同的效應(yīng)便可用來分離不同光波長的訊號。
圖二 AWG 分波圖
AWG分波原理簡單說明如下: 參考圖2-5
多個波長由Input waveguide進入input slab waveguide (star coupler)。
slab waveguide 將導入之多個波長分別等能量比例地導入array waveguide grating中。
Array waveguide grating使得相鄰waveguide中之同一波長訊號產(chǎn)生同一差距之光程差,造成每個相鄰波道之同一波長訊號彼此在 array waveguide 之輸出端行程固定大小之相位差。
在output slab waveguide中,由于彼此不同相位差之光干涉原理,使得在array waveguide中不同波道之相同波長之訊號由相同之 output waveguide輸出,進而達到分波之目的。
非常好我支持^.^
(236) 98.7%
不好我反對
(3) 1.3%
相關(guān)閱讀:
- [電子說] 常見的安全光柵的輸出方式 2023-10-24
- [電子說] 基于表面等離子光譜梳和金納米顆粒標記的快速超靈敏核酸檢測 2023-10-20
- [模擬技術(shù)] 耿氏二極管波導振蕩器 2023-10-19
- [電子說] 如何證明波導正規(guī)模的電場磁場具有時間對稱性和反對稱性? 2023-10-19
- [電子說] 常見的安全光柵的輸出方式 2023-10-19
- [電子說] 安全光柵的二級和四級有什么區(qū)別? 2023-10-18
- [PCB設(shè)計] 光電印制電路板用聚合物光波導材料 2023-10-17
- [電子說] 常見的安全光柵的輸出方式 2023-10-15
( 發(fā)表人:admin )