什么是AWG(阵列波导光栅)及AWG的基本结构

Posted 2021-03-21

什么是AWG（阵列波导光栅）？

我们知道，DWDM技术可以在单根光纤中传输数十个波长，大大扩充了光纤通信系统的传输容量。DWDM系统中最早采用的波分复用/解复用模块是基于介质膜滤光片TFF的，如图1和图2所示。这两种都是串联结构，不同波长在模块中经历不同数量的器件，产生不同的功率损耗。随着端口数增加，DWDM模块的损耗均匀性劣化。同时，在最后端口产生的最大损耗是制约端口数量的另一个因素。因此，基于TFF技术的DWDM模块，其信道数通常不超过16。

图1. 基于三端口WDM器件的WDM模块

图2. 迷你WDM模块结构

然而，一个典型的DWDM系统，通常在单根光纤中传输40或者48个波长，因此需要更大端口数的复用/解复用器。串联结构的WDM模块会在后面端口累积太多功率损耗，因此需要采用并行结构，一次性对数十个波长进行复用/解复用操作。阵列波导光栅AWG就是这样一种光器件。

阵列波导光栅通常用于波分复用WDM系统中的光复用器Optical (De)Multiplexers，这些设备能够把许多波长的光复合到单一的光纤中，从而提高光纤网络的传播效率。

AWG的结构
典型的AWG结构如图3所示，它包括一个输入波导、一个输入星形耦合器（图中自由传输区域FPR）、一组阵列波导、一个输出星形耦合器和数十根输出波导。阵列波导的长度成等差级数，第一根波导的长度是L0，第i根波导的长度Li为

图3. 典型AWG结构

DWDM信号从输入波导进入输入星形耦合器，经自由传输之后，被分配到阵列波导之中。这个分配过程是波长无关的，所有波长被无差别的分配到阵列波导之中。阵列波导对多光束产生相位差，各光束的相位成等差级数，这与传统光栅中的情况类似。不同波长被色散展开，并聚焦在输出星形耦合器中的不同位置。不同波长被不同的波导接收，从而实现对DWDM信号的并行解复用。

阵列波导光栅（AWG）是正在迅速发展的（密集波分复用系统）DWDM 网络的关键器件。AWG可获得大量的波长和信道数，实现数十个至几百个波长的复用和解复用，并能灵活地与其它光器件构成多功能器件和模块。具有高稳定性和优良性价比也是AWG成为DWDM首选的技术的原因之一。

亿源通（HYC）推广出一款48通道的无热阵列波导光栅AAWG，主要针对400Gbps的网络应用。基于阵列波导光栅技术，不需要额外的电源供电或者温度控制，属于纯无源模块。具有低损耗和偏振相关损耗，低串扰等特点，在-40℃到85℃工作温度范围内稳定性良好。

图4. DWDM AAWG模块

关于亿源通（HYC）
亿源通（英文简称HYC）创立于2000年，是全球行业内领先的无源光器件OEM/ODM及解决方案提供商，专注于光通信无源基础器件研发、制造、销售与服务。公司主营产品为：光纤连接器（数据中心高密度光连接器），WDM波分复用器，PLC光分路器，MEMS光开关等四大核心光无源基础器件，广泛应用于光纤到户、4G/5G移动通信、互联网数据中心、国防通信等领域。