阵列波导光栅与光纤的对准耦合研究

李继攀，郑煜，王丽军，吕文，段吉安



阵列波导光栅与光纤的对准耦合研究

李继攀，郑煜，王丽军，吕文，段吉安

(中南大学高性能复杂制造国家重点实验室，湖南长沙，410083)

以2种不同截面尺寸的阵列波导光栅芯片(截面长×宽为6.0 μm×6.0 μm和4.5 μm×4.5 μm)与单模光纤的对准耦合为对象，基于光束传播法建立对准耦合仿真模型，分析输入端/输出端几何位置偏差对耦合损耗的影响规律，并进行实验验证，以指导AWG器件的耦合封装。研究结果表明：长×宽为6.0 μm×6.0 μm的截面光通道输入端横向位错、轴向间距和角度偏移的0.15 dB容差分别为0.77 μm，19 μm和0.57°，输出端横向位错、轴向间距和角度偏移的0.15 dB容差分别为0.77 μm，18.00 μm和0.49°；4.5 μm×4.5 μm截面光通道输入端横向位错、轴向间距和角度偏移的0.15 dB容差分别为0.69 μm，18.00 μm和0.57°，输出端横向位错、轴向间距和角度偏移的0.15 dB容差分别为0.68 μm，19.00 μm和0.71°；在耦合过程中，首先应考虑横向偏移误差和角度偏移，最后应考虑轴向间距误差。

阵列波导光栅；单模光纤；对准耦合；插入损耗；几何位置偏差

密集波分复用(dense wavelength division multiplexing，DWDM)凭借超大容量、扩容简单、性能可靠等优点成为当今光纤网络通信的首选技术，而DWDM系统主要依赖于波分复用/解复用器。阵列波导光栅(arrayed waveguide grating, AWG)复用/解复用器具有信道间隔小、插入损耗低且均匀性好、复用信道数多、易于与其他器件集成等特点[1−3]，并且由于AWG是基于平面光波导技术光刻而成，制作简单且多通道数与低通道数的制作成本相当，适合大批量、自动化生产，因此，AWG器件发展极为迅速，在DWDM的应用中占据着十分重要的地位。……