Arrayat vågledargitter

Arrayade vågledargitter ( AWG ) används vanligtvis som optiska (de)multiplexorer i våglängdsmultiplexerade (WDM) system. Dessa enheter kan multiplexera många våglängder till en enda optisk fiber , vilket ökar överföringskapaciteten för optiska nätverk avsevärt.

Enheterna är baserade på en grundläggande optikprincip att ljusvågor med olika våglängder inte interfererar linjärt med varandra. Detta innebär att om varje kanal i ett optiskt kommunikationsnät använder ljus med en något annorlunda våglängd, så kan ljuset från många av dessa kanaler bäras av en enda optisk fiber med försumbar överhörning mellan kanalerna. AWG:erna används för att multiplexera kanaler med flera våglängder på en enda optisk fiber vid överföringsänden och används också som demultiplexorer för att hämta individuella kanaler med olika våglängder vid den mottagande änden av ett optiskt kommunikationsnätverk.

Drift av AWG-enheter

Det inkommande ljuset (1) passerar ett fritt utrymme (2) och går in i ett knippe optiska fibrer eller kanalvågledare ( 3) . Fibrerna har olika längd och tillämpar således en annan fasförskjutning vid fibrernas utlopp. Ljuset passerar sedan ett annat ledigt utrymme (4) och interfererar vid ingångarna till utgångsvågledarna (5) på ett sådant sätt att varje utgångskanal endast mottar ljus med en viss våglängd. De orangea linjerna illustrerar bara ljusvägen. Ljusvägen från (1) till (5) är en demultiplexor, från (5) till (1) en multiplexor.

Konventionella kiseldioxidbaserade AWG:er som schematiskt visas i ovanstående figur, är plana ljusvågskretsar tillverkade genom att avsätta dopade och odopade lager av kiseldioxid på ett kiselsubstrat . AWG:erna består av ett antal ingångs (1) /utgångs (5) kopplare , ett fritt utrymmes utbredningsområde ( 2) och (4) och gittervågledarna (3) . Gittret består av många vågledare med ett konstant längdökning (ΔL). Ljus kopplas in i enheten via en optisk fiber (1) ansluten till ingångsporten. Ljus som diffrakterar ut ur ingångsvågledaren vid gränssnittet mellan kopplaren och plattan fortplantar sig genom området med fritt utrymme ( 2) och belyser gittret med en Gaussisk fördelning . Varje våglängd av ljus kopplat till gittervågledarna (3) genomgår en konstant fasändring som tillskrivs det konstanta längdökningen i gittervågledarna. Ljus som diffrakteras från varje vågledare i gittret interfererar konstruktivt och omfokuseras vid utgångsvågledarna (5) , varvid den rumsliga positionen, utgångskanalerna, är våglängdsberoende på arrayfasförskjutningen .