阵列波导光栅(AWG)基本常识
阵列波导光栅(AWG)原理及国内外研发状况
21世纪，随着通信技术及其业务的飞速发展，尤其是因特网的迅速崛起，人们对数据的需求也急剧增加，对通信网的宽带提出了更高的要求，传统的通信技术已经很难满足不断增加的通信容量的需求。
光纤通信技术凭借其巨大的潜在宽带资源，成为支撑通信业务量增长的重要通信技术之一。
波分复用（WDM wavelength division Multiplexing）技术是允许在一根光纤上面传输多路相互独立的波长带，这样便可提供多路通道和高的多的通信容量，使得通信容量随可复用波长的数目成倍的增长。
在光纤通信中，波分复用系统中经历着从点到点系统到透明光网络的转变，经历着从以往的电光转换到全光交换的装变，密集波分复用（DWDM，dense wavelength division multiplexing）已成为当今光纤通信的首选技术，尤其在长距离、骨干网中已获得广泛的应用。
阵列波导光栅（AWG，arrayed waveguide grating）器件是一种角色散型无源器件，它基于平面光回路技术（PLC，planar light-wave circuit）。
与其它波分复用器件相比，AWG器件具有设计灵活、插入损耗低、滤波性能好、长期稳定、易与光纤耦合等优点。
此外，AWG还比较容易与光放大器、半导体激光器等有源器件结合，实现单片集成，因此AWG成为DWDM光网络中最理想的器件，是当今研究热点。
中国市场的光通信芯片主要依赖外国供应商。
在PON核心芯片方面，基本没有国内厂商。
EPON芯片商主要有四家，包括Cortina、PMC- Sierra、Teknovus （被Broadcom收购）以及中国厂商Opulan，但Opulan已于2010年7月被Atheros 收购。
GPON芯片提供商则相对较为分散，包括Broadlight、PMC-Sierra、Broadcom、Marvel、Cortina、Infineon、Ikanos等近十家厂商。
阵列波导光栅结构
阵列波导光栅结构1. 引言阵列波导光栅结构（Arrayed Waveguide Grating，AWG）是一种用于光通信和光谱分析的关键器件。
它通过将输入的光信号分散成多个不同频率的波长，并将它们耦合到输出波导中，实现了光信号的多路复用和解复用。
本文将对阵列波导光栅结构的原理、制备工艺以及应用进行全面详细的介绍。
2. 原理阵列波导光栅结构由一系列平行排列的等长波导组成，其中每个波导都有一个固定的折射率。
当入射光从其中一个输入波导进入时，会在所有波导之间发生耦合，并形成一系列干涉效应。
这些干涉效应会使得不同频率的光在输出端形成不同强度的干涉峰，从而实现了对不同波长的分散和解复用。
具体而言，阵列波导光栅结构可以分为两个主要部分：输入级和输出级。
输入级包括输入端口、输入星型耦合器和阵列波导，用于将入射光耦合到阵列波导中。
输出级包括输出星型耦合器和输出端口，用于将解复用后的光信号从阵列波导中耦合出来。
在阵列波导中，入射光会被分散成不同频率的波长，并沿着波导逐渐传播。
每个波导之间的距离被精确设计，以使得不同频率的光在特定位置相位匹配，从而形成干涉峰。
这些干涉峰的强度与入射光的波长有关，因此可以通过调整波导长度和折射率来实现对不同波长的分散和解复用。
3. 制备工艺制备阵列波导光栅结构通常采用集成光学技术，其中最常见的方法是利用硅基材料。
以下是一般制备工艺流程：1.材料选择：选择具有较高折射率差异的材料作为主要构成元素，例如硅和二氧化硅。
2.芯片设计：根据应用需求设计芯片结构，并确定输入级和输出级的参数。
3.芯片制备：使用化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）或物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，PVD）等技术，在硅基底上生长薄膜。
4.光刻和蚀刻：利用光刻技术将设计好的波导图案转移到薄膜上，并通过干法或湿法蚀刻将多余的材料去除。
5.抛光和平整化：对制备好的芯片进行抛光和平整化处理，以提高表面质量和波导性能。
阵列光栅传感技术
阵列光栅传感技术
阵列光栅传感技术，即Arrayed Waveguide Grating (AWG) ，是一种新型的光传感技术，它能够有效地检测、分类、分析、和追踪大量精准的信号介质。
作为一种集成的可编程光学系统，AWG技术具有很多优势。
首先，AWG在光学方面具有高灵敏性，高精度，并可以实时监测和分析复杂的物理环境。
此外，它具有经济有效性和先进性。
利用AWG，可以在短时间内就能实现对复杂环境特性的描述，并实现对信号介质更精确的检测分析。
此外，利用阵列光栅传感技术，可以得到高精度和高灵敏性的信号。
它们可以在任何条件下，更快地采集更多的信息，并以更加准确的细节来描述特征模式。
此外，AWG的高灵敏度也可以满足对电子信号质量的要求，以便消除对系统性能的影响。
最后，利用AWG技术可以实现性能可靠性。
比如说，当检测到潜在问题时，它可以实时监测并把相关症状根源及时归类，以便采取相应措施。
总而言之，AWG技术具有许多优点，它可以实现灵敏的监测，准确的检测，经济高效的处理，以及准确的信号分类和追踪，可以帮助系统免受潜在问题的影响，从而可以明显改善系统的性能和可靠性。
AWG工作原理
m+1级衍射
FSR m 0nc
o
mng
峰
m级主
Nmax
int
FSR
int
0nc mng
o m
衍射极
m够与大的o话，成正的比m，+m1级足 大
4.AWG性能分析
1.中心频率偏差：中心频率与实际中心频率之 差。对于WDM系统来说，由于信道间隔比较 小，一个很小的信道偏移，就有可能造成极大 的影响。因此，ITU-T建议左右不超过10%。
d
ng nc
1
R nsncd 2
mng
自由光谱区
nsdi ncL nsdo m
nsdi ncL nsd (o m ) (m 1)
两m 个第角衍m间射和距峰m+之1间两的个波衍长射范峰围的称为m自 由ns0d光谱区
在输出凹面光栅上相邻阵列波导的某一波长的输出光
具有相同的相位差，对于不同波长的光此相位差不同,
∠SQC=∠CQP=∠SRC=∠CRP
∠CQP'=∠CRP'=
G光栅面，Q是光栅面中 点，C是曲率中心。
如果圆的直径足够大， 假定R在圆K上就不致有 多大的误差。
圆K上任一点S来的光将 近似地被反射到圆上的 另一点P，同时被衍射到 圆上另一些点P′， P″，……，这些点分别 是各序衍射光线的焦点。
通过光路分析及近似可得， 罗兰圆上任一点发出的光， 经凹面光栅衍射之后仍聚
阵列波导区域相邻波导间的
AWG的工作原理 长度差是固定的，记为ΔL
传统的衍射光栅的光栅方程为， m (m 0,1,2)
1.3 阵列波导光栅
通带平坦化设计III 通带平坦化设计III
改变阵列波导 输入端的口径
阵列波导输出端的光场分布
×
在阵列波导输出端得 到类似sinc函数分布 到类似 函数分布 的光场， 的光场，其傅立叶变 换为矩形， 换为矩形，从而实现 通带平坦化 理论依据：输出波 导接收的光场为阵 列波导输出位置光 场的傅立叶变换 3) 在阵列波导输出端引入相移 通过波导长度差实现） （通过波导长度差实现）
凹面光栅与罗兰圆
凹面光栅： 凹面光栅 ： 在凹球面上 刻划一系列等间距的线 条 ， 同时具有衍射和聚 焦两种功能； 焦两种功能； 罗兰圆： 罗兰圆 ： 直径等于凹面 光栅的曲率半径； 光栅的曲率半径； 特性： 特性 ： 罗兰圆上任一点 发出的光， 发出的光 ， 衍射之后仍 聚焦在罗兰圆上， 聚焦在罗兰圆上 ， 不同 衍射级次对应不同衍射 满足衍射条件： 角，满足衍射条件：
1) 采用多模输出波导 重构光场与多模输出波导 的耦合， 的耦合 ， 得到平坦化的通 带特性。 带特性。 缺点是后面只能接光探测 不能继续传输。 器，不能继续传输。
通带平坦化设计II 通带平坦化设计II
2) 在输入端接 在输入端接MMI（多模干涉耦合器） （多模干涉耦合器） 在输入波导与输入星形耦合器之间串接一个MMI耦合器，将输入 耦合器， 在输入波导与输入星形耦合器之间串接一个 耦合器 光场变成一个双峰波形。 光场变成一个双峰波形。 设计成牛角形状， 将MMI设计成牛角形状，可以进一步优化损耗和通带特性。 设计成牛角形状 可以进一步优化损耗和通带特性。 基于多模波导输出或者MMI输入的通带平坦化方案，其本质是改变 输入的通带平坦化方案， 基于多模波导输出或者 输入的通带平坦化方案 输入光场与输出光场之间的耦合特性，从而优化通带特性。 输入光场与输出光场之间的耦合特性，从而优化通带特性。
阵列波导光栅(简写成AWG)
d1 x1 f1
a
L
(4.82a)
其中， s 为输入和输出平板波导（FPR）的传输常数， a 为
阵列波导的传输常数。只有当此相位差等于 2π的整数倍，即
2m
(4.82b)
（ m 为整数，对应 m 级衍射）时从两条路径来的信号才能相干相 加，有信号输出。一般说，输入和输出 FPR 的几何参数相同，即
3
f5
f4
f3
f2
f1
f0 f-1 f-2 f-3 f-4 f-5 f-6 f-7 f-8 f-9 f-10
4
f4
f3
f2
f1
f0
f-1
f-2
f-3
f-4
f-5
f-6
f-7
f-8
f-9
f f -10
-11
5
f3
f2
f1
f0
f-1
f-2
f-3
f-4
f-5
f-6
f-7
f-8
f-9
f f f -10
-11
、
d 相对于 f 皆为小量）
x
Na fL
x1cont.
ns d0
(4.84a)
其中 Na 为有效折射率为 na 的阵列波导的群折射率，
Na
na
dna
d
。 ns
为平板波导的有效折射率。上式说明同
一输入波导的输入信号波长改变 时，输出波导端口位置
就应改变 x 才能有信号输出。这一功能正好对应波长解复
-3 f11 f10 f9 f8 f7 f6 f5 f4 f3 f2 f1 f0 f-1 f-2 f-3 f-4
-2 f10 f9 f8 f7 f6 f5 f4 f3 f2 f1 f0 f-1 f-2 f-3 f-4 f-5
阵列波导光栅(AWG)基本常识
阵列波导光栅（AWG）基本常识1、波分复用技术及其现状波分复用技术是在一根光纤中同时传输多波长光信号的一项技术。
其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来(复用)，并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将组合的波长光信号分开(解复用)，并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。
现在光的波分复用技术主要集中在光纤传输的C 波段，波长范围是1530nm~1565nm，每个波长之间的间隔为1.6nm、0.8nm 或更低，称之为密集波分复用，即DWDM。
其主要特点为：充分利用光纤的巨大带宽资源，大力提升通信容量，在EDFA可放大的C波段35nm的范围内，若以信道间隔0.8nm，则有40 多个波长的传输能力，进一步扩展到S 波段和L 波段，可得到更多的通信信道，DWDM 技术是最有能力将通信容量提高到Tb/s 的技术；可同时传输不同类型的信号；实现单根光纤双向传输；多种应用形式；节约线路投资；降低器件的超高速要求；IP 的传送通道；高度的组网灵活性、经济性和可靠性。
因此，我们有理由认为DWDM 是最具发展优势的通信方案，它解决了目前通信容量危机，充分利用了EDFA 的宽带放大特点，综合了现有网络不同技术，适应未来全光网络建设的要求。
WDM具备良好的技术优势，但是，要实现WDM 传输，需要许多与其作用相适应的高新技术和器件，包括光源、光波分复用器、光放大器、光线路技术以及监控技术。
光源是能产生符合WDM 系统要求的多波长光源，波分复用技术用于光纤的发送端和接收端，分别完成光的合波与分波，光放大器完成光的前置放大、线路放大和功率放大，其中EDFA 最为成熟。
WDM技术的研究、开发与应用十分活跃，在国际上电信装备公司投入巨额资金竞相研究、开发、宣传展示产品；运营公司纷纷着手用WDM 技术改造现有的光传输网络。
目前商用系统以2.5Gbit/s、10Gbit/s 和40Gbit/s 为基准速率，总容量已达数百吉比特每秒，有的已超过10Tbit/s，实验系统中最大复用通道数高达1022 个波长。
阵列波导光栅(AWG)原理及国内外研发状况
21世纪，随着通信技术及其业务的飞速发展，尤其是因特网的迅速崛起，人们对数据的需求也急剧增加，对通信网的宽带提出了更高的要求，传统的通信技术已经很难满足不断增加的通信容量的需求。
光纤通信技术凭借其巨大的潜在宽带资源，成为支撑通信业务量增长的重要通信技术之一。
波分复用（WDM wavelength division Multiplexing）技术是允许在一根光纤上面传输多路相互独立的波长带，这样便可提供多路通道和高的多的通信容量，使得通信容量随可复用波长的数目成倍的增长。
在光纤通信中，波分复用系统中经历着从点到点系统到透明光网络的转变，经历着从以往的电光转换到全光交换的装变，密集波分复用（DWDM，dense wavelength division multiplexing）已成为当今光纤通信的首选技术，尤其在长距离、骨干网中已获得广泛的应用。
阵列波导光栅（AWG，arrayed waveguide grating）器件是一种角色散型无源器件，它基于平面光回路技术（PLC，planar light-wave circuit）。
与其它波分复用器件相比，AWG器件具有设计灵活、插入损耗低、滤波性能好、长期稳定、易与光纤耦合等优点。
此外，AWG还比较容易与光放大器、半导体激光器等有源器件结合，实现单片集成，因此AWG成为DWDM光网络中最理想的器件，是当今研究热点。
中国市场的光通信芯片主要依赖外国供应商。
在PON核心芯片方面，基本没有国内厂商。
EPON芯片商主要有四家，包括Cortina、PMC- Sierra、Teknovus （被Broadcom收购）以及中国厂商Opulan，但Opulan已于2010年7月被Atheros 收购。
GPON芯片提供商则相对较为分散，包括Broadlight、PMC-Sierra、Broadcom、Marvel、Cortina、Infineon、Ikanos等近十家厂商。
阵列波导光栅在光通信器件中的应用
阵列波导光栅在光通信器件中的应用阵列波导光栅在光通信器件中的应用摘要：随着光通信的发展，光波导作为一种特殊类型的光学器件开始介入了光通信领域，并发挥着重要的作用。
本文结合现实实际，介绍了阵列波导光栅（AWG）的基本性质及其在光通信器件中的应用。
阵列波导光栅具有高调制率、低插入损耗、高阻抗匹配、高复用等优势，目前已在多种光通信器件中得以成功应用。
本文主要介绍了阵列波导光栅在差分光复用器、光连接器、光布线器件、多模光纤、光网络、数字光纤网络等光通信器件中的应用。
关键词：光通信；阵列波导光栅；差分光复用器；光网络；数字光纤网络1绪论随着现代社会的发展，光通信技术已成为各类通讯系统的核心。
光波导作为一种特殊类型的光学器件也开始介入了光通信领域，并发挥着重要的作用。
阵列波导光栅（Arrayed Waveguide Grating，简称AWG）是由阵列波导和光栅构成的一种半导体光学元件。
它既具有波导光栅的优点，又具备了阵列波导的优势，具有高调制率、低插入损耗、高阻抗匹配、高复用等特性，成为光通信研究的热点。
本文主要介绍了阵列波导光栅在光通信器件中的应用，包括其工作原理、特点及其在差分光复用器、光连接器、光布线器件、多模光纤、光网络、数字光纤网络等光通信器件中的应用。
2 AWG的基本性质2.1 工作原理阵列波导光栅是一种具有波导光栅和阵列波导性质的半导体光学器件，它由一组竖状多芯熔接的阵列波导和一组具有等间距光栅的翘曲波导构成，两者由一个反射镜结合。
如图1所示：图1 阵列波导光栅结构其工作原理如下：入射光在输入波导中传播，并进入阵列波导中运动，由于阵列波导的折射率不同，产生多重反射，入射光的波长会发生不同程度的折射和反射，最终出射到等间距的光栅中，再通过反射镜反射回来，最终形成一个窄带的光束。
2.2 特点阵列波导光栅具有良好的高调制率，可达到50dB；具有较低的插入损耗，可达到0.5dB；具有良好的阻抗匹配，可高达50Ω；具有较高的复用性，最多可达到40条通道；非常抗振动和抗温度变化，具有较高的可靠性。
AWG产品简介及对光工序培训
AWG产品介绍及工艺培训目录§AWG基本原理及应用§AWG结构§AWG生产工艺流程§AWG 工艺介绍AWG基本原理及应用AWG是什么?中文名:阵列波导光栅英文名: Arrayed Waveguide Grating它是一种平面集成波导型（PLC）的WDM器件,具有复用与解复用功能。
用AWG来实现WDM器件的原理最早由M.K. Smit于1988年提出。
AWG同时具有聚焦和色散的功能，也就是说，让同一波长的光聚焦于一点，同时对于不同波长的光，让其聚焦点发生色散偏移。
§AWG基本原理及应用结构原理图阵列波导输出波导输出波导自由传输区AWG基本原理及应用AWG基本原理及应用§AWG应用之一:V-mux§VOA与Mux相结合实现信道功率自动均衡.应用领域:发送单元业务上下接点光交叉接点AWG基本原理及应用§AWG应用之二§功率探测器阵列与Dumux相结合,实现同时监控所有信道的功率、波长、OSNR等参数.应用领域:传输系统的各个接点.AWG基本原理及应用§AWG应用之三波长选择器§SOA阵列开关与AWG相结合§实现高速波长选择§应用领域:§传输系统的光交叉接点特征§低插入损耗§高相邻通道隔离度§低偏振相关性§高可靠性AWGAWG芯片AWG 单纤FA工艺流程要求：161§工艺图示热盘准备准备夹具设置点胶机芯片清洗预处理盖板清洗预处理摆放下盖板§工艺图示放芯片点胶示意图点胶加上盖板盖压块4、详细参考CU组装操作指导书§工艺图示图一穿插芯图一粘玻璃块图一粘玻璃板图一穿光纤§工艺图示图一清洗图二装夹具图三设置热盘图一清洗图四粘玻璃板图五UV固化图六放置铝条图七图八放置玻璃块对光材料清洗§清洗要求:§ 1. 端面无灰尘,无异物.§ 2. 清洗完后,注意保护好清洗材料§避免二次污染.§3. 详细参考清洗作业指导书要清洗面对光要求:5.详细参考操作指导书紫外胶水紫外胶水对光平台精密调节架1、六维调节架2、调节精确微米级UV 固化设备1、光强2、时间点胶设备其他辅助设备光源、光开关、光谱分析仪、功率计等无热AWG 对光机台对光测试§测试平台示意图电脑控制测试多通道测试系统偏振控制器可调光源多通道功率计要求:1 、注意光纤保护,请参照相关知识2 、产品测试前,用标准件检测试系统是否正常工作。
阵列波导光栅matlab程序
阵列波导光栅matlab程序
摘要：
1.阵列波导光栅概述
2.MATLAB 程序在阵列波导光栅设计中的应用
3.阵列波导光栅的优化设计
4.结论
正文：
一、阵列波导光栅概述
阵列波导光栅（Arrayed Waveguide Grating，简称AWG）是一种光波导器件，可以用来实现光信号的波分复用和解复用。
在光通信领域，波分复用技术是一种提高光纤传输系统容量的有效手段。
AWG 作为波分复用器的关键组成部分，其性能的优劣直接影响到整个系统的性能。
二、MATLAB 程序在阵列波导光栅设计中的应用
MATLAB 是一种强大的数学软件，可以用来模拟和分析阵列波导光栅的性能。
通过编写MATLAB 程序，可以计算阵列波导光栅的波导参数、光学特性以及信道间的串扰等重要指标。
此外，MATLAB 还可以根据设计要求优化阵列波导光栅的结构，以提高其性能。
三、阵列波导光栅的优化设计
为了提高阵列波导光栅的性能，需要对其进行优化设计。
首先，可以通过调整波导的尺寸和形状来优化波导的传输特性。
其次，可以采用不同的阵列结构来减小信道间的串扰。
此外，还可以通过优化波导的材料和制造工艺来提高
阵列波导光栅的性能。
四、结论
阵列波导光栅是实现光波分复用技术的重要组成部分。
通过利用MATLAB 程序进行设计，可以优化阵列波导光栅的性能，从而提高整个光通信系统的传输容量和性能。
AWG
AWG介绍一：的工作原理和主要技术指标 ( 2008/6/26 13:50 )在光纤通信系统中，最早商用的DWDM模块是由多个三端口的介质膜滤波器（TFF）串联而成，但是当信道数大于16时，基于TFF技术的DWDM模块因损耗太大，不能满足应用需求。
阵列波导光栅（AWG）应运而生，成为32通道以上DWDM模块的主要技术途径。
AWG是以平面光路（PLC）技术制作的器件，其基本结构如图1所示，由输入波导、输入星形耦合器、阵列波导、输出星形耦合器和输出波导阵列五部分组成。
输入的DWDM信号，由第一个星形耦合器分配到各条阵列波导中，阵列波导的长度依次递增ΔL，对通过的光信号产生等光程差，其功能相当于一个光栅，在阵列波导的输出位置发生衍射，不同波长衍射到不同角度，经过第二个星形耦合器，聚焦到不同的输出波导中。
图1. AWG基本结构为了更直观的理解AWG的工作原理，我们首先来分析凹面反射式光栅和罗兰圆的结构和原理，如图2所示，凹面光栅的曲率半径为R=2r，罗兰圆的半径为r，二者内切且罗兰圆通过光栅中心。
通过简单的光路分析和一定的近似可知，罗兰圆上任一点发出的光，经凹面光栅衍射之后仍聚焦在罗兰圆上，不同衍射级次对应不同衍射角，满足衍射条件：（1）图2. 凹面反射式光栅和罗兰圆结构AWG的输入/输出星形耦合器采用类似凹面反射式光栅和罗兰圆的结构，如图3所示，输入/输出波导的端口位于罗兰圆的圆周上，阵列波导位于凹面光栅的圆周上。
a)图3. a)输入星形耦合器，b)输出星形耦合器输入星形耦合器与输出星形耦合器成镜像关系，输入波导发出的光信号经阵列波导衍射，不同波长聚焦到不同输出波导；图4中罗兰圆上C点发出的光信号经凹面光栅反射衍射，不同波长聚焦到罗兰圆上的不同点。
二者完全等效，差别只在于后者是反射式光栅，而前者是透射式光栅。
对于前者，我们也可以理解为图3（b）中波导C发出的光信号，经阵列波导反射衍射并聚焦到不同输出波导中。
典型的光器件-AWG
多通道分选技术（ 多通道分选技术（优化多通道 TFF器件）和低插入损耗的滤光 器件） 器件 片的采用，大大降低了后面通道 片的采用， 的插入损耗； 的插入损耗；
AWG与TFF的比较 AWG与TFF的比较
AWG作为复用 解复用器与传统 作为复用/解复用器与传统 作为复用 解复用器与传统TFF波分复用器相 波分复用器相 比的优势
△输入耦合器+ △阵列波导 + △输出耦合器 =mλ
AWG的光栅方程 AWG的光栅方程
AWG满足的光栅方程为， 满足的光栅方程为， 满足的光栅方程为
为光在输入输出平板波 导上的衍射角， 导上的衍射角，i、j为输入输出波导的序列 为输入输出波导的序列 中心波导记为0)， 号(中心波导记为 ，∆xi、∆xo 中心波导记为 为输入输出端 的波导间隔， 的波导间隔，Lf 为平板波导的聚焦长度
λ1 ⋯ λ1N 2 λ2 ⋯ λ2 2 N
⋮
N λ2
⋱ ⋮
⋮ N λN
不同输入端口的输 入信号在输出端口 具有循环移位特性
λ2 ⋯ 2 λ2 ⋯ 3
⋮
2 λ1
⋱ ⋮
⋮ N λN −1
λN N N λ1
除以上应用外， 除以上应用外， AWG还可以被用 还可以被用 于动态增益均衡、 于动态增益均衡、 多波长同时监测 等衍生器件
通道数大 波长分辨率高，可较容易实现50Ghz的波长间隔 波长分辨率高，可较容易实现 的波长间隔 集成度高，能够在很小的镜片上实现40通道以上的 集成度高，能够在很小的镜片上实现 通道以上的 100Ghz间隔的波长滤波 间隔的波长滤波 通道数不与价格成正比， 通道数不与价格成正比，成本和性能几乎与信道数无 更适合量产。 关，更适合量产。
AWG线阻
A WGA WGA WG（American wire gauge）美国线规，是一种区分导线直径的标准，又被称为Brown & Sharpe线规。
这种标准化线规系统于1857年起在美国开始使用。
目录美国区分导线直径的标准A WG阵列波导光栅A WG是American Wire Gauge的简称美国区分导线直径的标准A WG阵列波导光栅A WG是American Wire Gauge的简称展开美国区分导线直径的标准A WG (American Wire Gauge)中文译名美国线规分类电信管理解释A WG→mm 电流对照表美国区分导线直径的标准，又称B&S线程（即Brown & Sharps线程）铜线直径通常以A WG（美国导线规格）作为单位进行测量。
A WG前面的数值（如24A WG、26A WG）表示导线形成最后直径前所要经过的孔的数量，数值越大，导线经过的孔就越多，导线的直径也就越小。
粗导线具有更好的物理强度和更低的电阻，但是导线越粗，制作电缆需要的铜就越多，这会导致电缆更沉、更难以安装、价格也更贵。
电缆设计的挑战在于使用尽可能小直径的导线（减小成本和安装复杂性），而同时保证在必要电压和频率之下实现导线的最大容量。
不同A WG数值的导线的直径、面积和重量AWG 直径（英寸）直径（毫米）面积（密尔）面积（平方毫米）重量（千克/千米）22 0.0253 0.643 640.4 0.3256 2.89523 0.0226 0.574 511.5 0.2581 2.29524 0.0201 0.511 404.0 0.2047 1.82026 0.0159 0.404 253.0 0.1288 1.145上表的尺寸是一百多年前确定的，而随着技术发展，现在导线性能不断提高。
对于导线，更重要的是它的性能，特别是以欧姆作为单位的阻抗。
所以导线的实际尺寸可以比规格实际稍大或者稍小一些（通常是稍小一些）。
AWG工作原理资料
AWG工作原理资料AWG，即阵列波导光栅（Arrayed Waveguide Grating），是光通信领域中常用的光谱分析和光分路器件。
它由丝状或波导条状的感应道互连而组成，广泛应用于多通道光路交叉、光网络分析和光路复用等技术中。
以下将详细介绍AWG的工作原理。
AWG是一种基于波导相位调制原理的组成分析设备，主要由波导芯片、输入/输出光纤连接器和电子控制系统组成。
其工作原理可以分为两个步骤：光耦合和光束分离传送。
首先，输入光源经过耦合光纤将光信号传入AWG的输入端口。
输入端口上有一个两级波导耦合器，用于把光信号分配到AWG内的每个波导通道上。
这个波导耦合器控制着相模匹配，确保每个光信号经过此装置后传递到AWG内。
然后，每个光信号通过耦合波导分配到一系列的输入波导。
输入波导将光信号引导到波导光栅的发散区域。
“发散区域”的作用是将入射光束进行解焦，以便能够进一步处理和解析成不同波长的通道。
接下来，光束经过波导光栅的相位调制结构，波导光栅在每个波导上的等效层面上形成了一组肋条。
在不同的波导层上，每个肋条的长度和尺寸都不同。
这些肋条通过光厚和折射率分布调制入射光的相位，进而确定不同的出射路径。
如此一来，光信号经过相位调制后会被波导栅格偏转到不同的传输通道上。
这就实现了光信号的分离和分路。
最后，输出波导将光信号从AWG芯片的输出端口传递到波导光纤，在输出端口处通过AWG的输出光纤连接器输出。
整个过程中，AWG的输出端口上同样有一个两级波导耦合器，用于将不同通道传输的光信号耦合到输出光纤上。
通过控制输出波导的长度和尺寸，可以调整不同通道之间的传输损耗和其他光学性能。
总结起来，AWG的工作原理基于波导相位调制和光栅折射原理。
通过光束的分散和分离，AWG能够将输入光信号分配到不同通道上，并将其联接到输出光纤上。
AWG具有分离能力强、通道数目多、传输效率高等特点，成为光通信领域中一种重要的光谱分析和光调制器件。
awg原理
awg原理AWG原理。
AWG（Arrayed Waveguide Grating）是一种基于光波导的分光器件，它是一种用于光纤通信系统中的分光器。
AWG原理是指通过一系列光波导将输入的光信号分成多个波长，并将它们传输到不同的输出波导上。
AWG原理的实现依赖于光波导的色散特性和干涉效应。
首先，AWG原理的基本结构是由一组平行的光波导构成的。
这些光波导的长度和宽度是根据要分离的波长范围而设计的。
当输入的光信号通过这些光波导时，不同波长的光会在波导中产生不同的传输延迟，这是因为不同波长的光在波导中传播速度不同。
因此，当光信号通过一系列光波导后，不同波长的光信号会被分离到不同的输出波导上。
其次，AWG原理的实现还依赖于干涉效应。
当不同波长的光信号在输出波导上相遇时，它们会发生干涉现象。
通过合理设计光波导的长度和波导之间的间距，可以使得不同波长的光信号在输出波导上产生干涉，从而实现波长的分离和分光。
AWG原理的优点之一是它可以同时处理多个波长的光信号，因此在光纤通信系统中具有重要的应用价值。
另外，由于AWG原理是基于光波导的，因此它可以实现紧凑的集成化设计，从而可以大大减小器件的体积和功耗。
除了在光纤通信系统中的应用外，AWG原理还可以用于光谱分析、光子集成电路等领域。
在光谱分析中，AWG可以将输入的光信号分成多个波长，从而实现对光谱的高分辨率分析。
在光子集成电路中，AWG可以实现对光信号的多路复用和解复用，从而可以实现复杂的光子集成电路功能。
总之，AWG原理是一种基于光波导的分光器件，它通过光波导的色散特性和干涉效应实现对光信号的波长分离和分光。
它具有多波长处理能力、紧凑的集成化设计和广泛的应用前景。
在光纤通信、光谱分析和光子集成电路等领域都具有重要的应用价值。
随着光通信技术的不断发展，AWG原理将会发挥越来越重要的作用。
金属补偿结构型无热AWG简介
基于全金属补偿杆AAWG
基本原理： 1、这种AAWG的基本结构如图1所示【1】，整个阵列波导光 栅基于PLC工艺实现。首先将AWG芯片的输入平板波导沿图 中红色虚线处切开，形成a,b,a1三个部分，随后将含有阵列波 导的b区域用热固化胶粘在衬底10上；接着用很薄的弹性凝胶 把a，a1粘衬底上，并使平板波导对准挨着，这样整个芯片保 持与未切割状态一样。（保证能粘回原样的关键在于：弹性 凝胶尽可能的薄，同时凝胶固化后体积会大大减小，使得a， a1与衬底接触很平整如初）。 2、全金属补偿结构如图1插图所示，以AAWG芯片右上角的 金属补偿结构为例，首先把四个顶点用胶固定在AWG芯片上， 其中7.1.1和7.2.1固定在b上，而7.1.2和7.2.2固定在a1上，另外 由于7.1.1,7.1.2, 7.2.1, 7.2.2 比7.2，7.1，8区域厚，所以7.2， 7.1，8区域是悬空可以自由热膨胀和收缩的，具体而言，当 温度升高时，金属在Y方向发生收缩，平板波导a1区域由于使 用的是弹性凝胶，具有一定的弹性，可以随着金属收缩的方 向一起移动，因而整个平板波导的传输光程发生改变，可以 弥补因热胀导致的波长漂移，金属x方向的膨胀可能导致平板 波导错位，但是在金属杆两端都有固定点，所以在一定程度 上可以抑制错位带来的插入损耗。左下角区域同理。综上， 基本原理就是热膨胀导致的阵列波导波长偏移问题，可以通 过金属补偿结构调整平板波导而得到补偿，最终呈现温度不 敏感特性。
Thank
参考文献：
【1】Integrated athermal arrayed-waveguide grating multiplexer and demultiplexer with all-metal compensating rod for broadband temperature application 【2】Athermal silica-based arrayed-waveguide grating multiplexer using bimetal plate temperature compensator 【3】100 GHz-32 ch athermal AWG with extremely low temperature dependency of center wavelength 【4】Athermalisation of silica arrayed waveguide grating multiplexers
阵列光波导模
阵列光波导模
阵列光波导模（Arrayed Waveguide Grating）
阵列光波导模（Arrayed Waveguide Grating，简称AWG）是一种用于多波长光通信系统的重要光学器件。
它可以实现多波长的复用和解复用，并且在光纤通信和光网络中发挥着重要的作用。
首先，AWG是一种光学分光器件，能够将入射的光信号分成多个不同波长的信号，并将它们输出到不同的通道中。
这种分波的原理是利用光波在光波导中的传播特性，通过改变波导的几何参数和长度，使得不同波长的光在光波导中的传播速度不同，从而实现波长的分离。
这种波长选择性使得AWG成为一种理想的多波长复用器。
其次，AWG还可以实现波长解复用，即将多个波长的光信号合并成一个输出信号。
在这个过程中，光信号会根据不同的波长被定向到不同的输出通道中。
这种波长选择性使得AWG也可以被用于波长解复用，例如在光网络中将不同波长的信号重新分发给不同的终端设备。
除了多波长复用和解复用功能，AWG还具有其他一些优点。
首先，它可以实现很低的插入损耗和交叉耦合损耗，因此在光通信系统中能够保持较高的信号质量。
其次，AWG的制作工艺相对简单，成本较低，并且容易与其他光学器件集成在一起。
此外，AWG还具有很好的稳定性和可靠性，能够适应各种环境和工作条件。
总之，阵列光波导模作为一种重要的光学器件，在光通信和光网络中发挥着重要的作用。
它能够实现多波长的复用和解复用，并且具有低插入损耗、高信号质量、简单制作工艺和稳定可靠等优点。
未来随着光通信技术的不断发展，阵列光波导模将继续发挥重要的作用，并为光通信系统带来更大的便利和效益。
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阵列波导光栅（AWG）基本常识1、波分复用技术及其现状波分复用技术是在一根光纤中同时传输多波长光信号的一项技术。
其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来(复用)，并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将组合的波长光信号分开(解复用)，并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。
现在光的波分复用技术主要集中在光纤传输的C 波段，波长范围是1530nm~1565nm，每个波长之间的间隔为1.6nm、0.8nm 或更低，称之为密集波分复用，即DWDM。
其主要特点为：充分利用光纤的巨大带宽资源，大力提升通信容量，在EDFA可放大的C波段35nm的范围内，若以信道间隔0.8nm，则有40 多个波长的传输能力，进一步扩展到S 波段和L 波段，可得到更多的通信信道，DWDM 技术是最有能力将通信容量提高到Tb/s 的技术；可同时传输不同类型的信号；实现单根光纤双向传输；多种应用形式；节约线路投资；降低器件的超高速要求；IP 的传送通道；高度的组网灵活性、经济性和可靠性。
因此，我们有理由认为DWDM 是最具发展优势的通信方案，它解决了目前通信容量危机，充分利用了EDFA 的宽带放大特点，综合了现有网络不同技术，适应未来全光网络建设的要求。
WDM具备良好的技术优势，但是，要实现WDM 传输，需要许多与其作用相适应的高新技术和器件，包括光源、光波分复用器、光放大器、光线路技术以及监控技术。
光源是能产生符合WDM 系统要求的多波长光源，波分复用技术用于光纤的发送端和接收端，分别完成光的合波与分波，光放大器完成光的前置放大、线路放大和功率放大，其中EDFA 最为成熟。
WDM技术的研究、开发与应用十分活跃，在国际上电信装备公司投入巨额资金竞相研究、开发、宣传展示产品；运营公司纷纷着手用WDM 技术改造现有的光传输网络。
目前商用系统以2.5Gbit/s、10Gbit/s 和40Gbit/s 为基准速率，总容量已达数百吉比特每秒，有的已超过10Tbit/s，实验系统中最大复用通道数高达1022 个波长。
在我国济南-青岛462km 线路上建起了20Gbit/s(8×2.5Gbit/s)的国家一级干线工程，更密集的40×10Gbit/s 的WDM 系统也进行了传输实验。
总之，数百吉比特每秒的WDM 系统已在网络中运行，太比特每秒的WDM 系统技术也在成熟，将入网应用。
WDM 不论是应付信息流量巨增、保护原有线路投资和利用传输带宽潜力、降低建设和营运成本方面，还是在建设应用灵活而又富于发展前景的全光网，都将是其他技术无法比拟的。
2、复用/解复用器的类型在WDM 传输系统中，波分复用/解复用器是其核心器件。
它在发送端将完成合波任务，在接收端完成分波。
制作光波分复用器的技术有很多，较为实用的有棱镜法、熔融拉锥法、干涉膜滤光法、衍射光栅法等。
衍射光栅法又可分为光纤光栅和阵列波导光栅法，能够用于DWDM 系统使用的光波分复用器是干涉膜滤光型和衍射光栅型光波分复用器，尤其是阵列波导光栅(AWG)，由于其结构具有复用/解复用双向对称功能，复用/解复用通道几乎不受限制等优点，是大端口数(通道数大于32)复用/解复用器的最佳选择。
熔融拉锥全光纤型波分复用器主要应用于双波长的复用，如1310nm/1550nm的WDM 系统、掺铒光纤放大器(EDFA 应用的980nm/1550nm 和1480nm/1550nmWDM系统、光学监控系统应用1510nm/1550nmWDM。
这种器件的制作方法是将两根(或两根以上)除去涂覆层的裸光纤以一定方式(打绞或使用夹具)靠近，在高温下加热熔融，同时两侧拉伸，利用电脑监控其光功率耦合曲线，并根据耦合比与拉伸长度关系控制停火时间，最后在加热区形成双锥波导结构。
由于熔融拉锥原理的限制，单靠熔融拉锥方法制作DWDM 器件需相当长的拉伸长度，这样不仅会增加器件的损耗，而且还会导致较大的偏振依赖性，因此不可能制备DWDM 器件，除非使用多个耦合器串联的形式。
介质模滤光型波分复用器如图1 所示，是目前工程中广为采用的波分复用器，它采用了介质滤光技术，即通过蒸镀多层介质膜来复用或解复WDM 系统中的特定波长。
这类器件的优点是：信道数灵活，且波长的间隔可以不规则；可以加进多路复用/解复用单元，使系统升级；插入损耗低；相邻波长之间的隔离度高；完全无源；无须温度控制。
缺点是装配所需时间较长，且整个器件的损耗和成本与复用信道数成正比，即复用信道数越多，器件损耗和成本越高。
目前已有4 信道、8 信道和16 信道的商用产品。
光纤光栅如图2 所示，是利用紫外(UV)激光诱导光纤纤芯折射率分布呈周期性变化的机制形成的折射率光栅，利用这种折射率光栅，让特定波长的光通过反射和衰减实现波长选择，便可制作成波分复用器件，根据折射率变化周期，分成短周期和长周期光纤光栅。
这类波分复用器的优点在于：可以通过光纤光栅精密控制中心反射波长；可任意选择反射带宽；反射带宽可做得很小；反射率可达100%；容易进行温度补偿；与普通光纤的连接十分方便。
故其特别适合于DWDM系统使用。
图1 介质膜滤光型复用/解复用器图图2 光纤光栅型的复用/解复用器阵列波导光栅是最为诱人的波分复用/解复用器，其结构如图3，其由输入波导、输入/输出平板波导、阵列波导和输出波导构成。
为了减小器件的偏振相关性，在阵列波导的中央还插入了半波片。
AWG 的工作原理是：当含有多个波长的光信号由输入波导进入输入平板波导区，由于不存在光学的横向限制，光在平板波导区衍射；在输入平板波导区的末端衍射场耦合进入阵列波导并传输，由于相邻阵列波导存在长度差，因此到达输出平板波导区时阵列波导中不同的光波信号产生不同的相位差，最后聚焦在输出平板波导不同的位置，完成解复用功能。
按照光学的可逆性，不同波长的信号从不同输出波导输入时，将会聚在同一输入波导输出实现复用功能。
AWG 具有小的波长间隔、大的信道数、高的分辨率和易于集成等优点，特别适合于超高速、大容量的DWDM 系统使用，这是其它器件无法比拟的。
表1 总结了各种波分复用器的性能，从中可看出阵列波导光栅是最有优势的一种波分复用器件。
图3 阵列波导光栅型复用/解复用器表1 各种波分复用器性能比较3、AWG的基本工作原理1988年荷兰人M.K.Smit提出了一种称之为阵列波导光栅的新结构[12]，它基于凹面光栅的成像原理，将凹面光栅的反射式结构改变为传输式结构，输入波导与输出波导分开，用波导对光进行限制和传导。
这种结构可以在光传输的过程中引入一个较大的光程差，使光栅工作在高阶模，提高光栅的分辨效率。
图4 AWG基本结构图阵列波导光栅型波分复用/解复用器的结构图如图4所示，它由输入/输出（I/O）波导、（I/O）平板波导和阵列波导组成。
（I/O）平板波导是罗兰圆结构，（I/O）波导和阵列波导由（I/O）平板波导相连。
∆x i和∆x o为I/O波导间距，d 为阵列波导间距，R为罗兰圆直径，也是光栅圆半径，∆L为相邻阵列波导间的长度差，∆θi和∆θo分别为相邻输入波导和输出波导间的夹角，θi和θo对应为输入波导和输出波导与中心波导的夹角。
阵列波导的两端以等间距(d)排列在光栅圆周上，输入/输出波导排列在罗兰圆周上。
阵列波导光栅型波分解复用器的工作原理为：复用光波耦合进入某一输入波导，在平板波导内衍射，衍射光以相同相位到达阵列波导端面，并耦合进阵列波导，经长度差为∆L的阵列波导传导后，产生相位差（不同波长的相位差也不同），不同波长的光波被输出平板波导聚焦到不同的输出波导位置，完成解复用功能，反之则能实现复用功能。
为减少平板波导和阵列波导间的耦合损耗，阵列波导条数必须足够多，且端面做成渐变结构（锥形、抛物线型等）以实现高效的收集衍射光。
4、AWG 的应用AWG 具有对称结构，并且可以对多波长信号进行同步处理，因此能够实现DWDM光通信网中多波长信道的互联路由、交换处理和上下回路。
AWG 已经成为DWDM 系统中大部分器件的核心构件，应用极为广泛。
AWG 作为密集波分复用DWDM 的分波/合波器的应用见图1-1。
图1-1 为一个1×4 的分波器和1×4 的合波器。
对分波器，含有4 个波长λ１，λ２，λ３和λ４的DWDM信号通过波导进入AWG 分波器，被分成四路光从不同波导输出，每路的波长分别为λ１，λ２，λ３和λ４；对合波器，四路不同波长（λ１，λ２，λ３和λ４）的信号通过四根输入波导经过AWG 合波器后，同时从一根输出波导输出，再耦合到光纤中进行传输。
图5 AWG作为分波/合波器4.2 波长路由波长路由器在无源光网络（PON, passive optical network）中有广泛的应用,是光纤通信系统中的基本结构。
AWG 可以在光层实现信号的波长路由，而无需使用光-电，电-光转换设备，从而大大简化了网络的硬件结构。
波长路由器有N 个输入通道，N 个输出通道，每个输入通道均可以携带N 个不同波长的光信号，如图6 所示。
这些信号经过AWG 后被分配到不同的输出通道，从而实现了波长路由功能。
以AWG 为基础的波长路由器首先由Dragone提出，目前已有许多实用化的产品。
图6 AWG波长路由光分插复用是波分复用（WDM）通信网络中的重要技术，它的优劣会直接影响网络的性能。
可重构的光分插复用器（OADM, optical add/drop multiplexer）是WDM总线网和环网中的关键器件，其作用是下载（Drop）通道中通往本地的信号，同时上载（Add）本地用户发往另一节点用户的信号。
OADM可以提供不同网络之间的互连，同时，通过在节点处上载和下载信号可以实现网络的可变带宽接入，大大提高整个光纤通信网络系统的灵活性。
以AWG和空分光开关阵列核心的OADM（如图7所示）很好地满足了动态网络操作的要求。
图7 AWG插分复用4.4 光交叉互连光交叉互连（OXC，optical cross-connect）在全光网（AON，all optical network）中有着十分重要的作用，除实现上下载功能外，更主要的是能够完成网间信道的交叉连接，即具有波长路由选择，动态重构和自愈功能，并具有可扩展性，波长分区重用的特点。
AWG器件因其对称性和多信道同步处理能力，在实现光交叉互连上显示了很大的优势。