【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光子集成器件领域，具体涉及一种基于迭代算法的新型阵列波导光栅及其设计方法。
技术介绍
1、阵列波导光栅(arrayed waveguide grating，awg)作为一种光子集成器件，主要实现波分复用/解复用功能，具有插损低、串扰小、集成度高、通道数多且均匀性好等优势，在微波光子和光通信等领域中起到非常关键的作用。其结构主要包含输入波导、输入端平板波导、阵列波导、输出端平板波导、输出波导。不同波长的复用信号光由输入光波导传至输入平板波导，发生衍射传递至阵列波导中。由于相邻阵列波导之间存在固定的长度差，不同波长的信号光经过阵列波导后形成相位差，从而在输出平板波导中汇聚至对应的输出光波导端口，实现解复用功能。由于阵列波导光栅结构的对称性，不同波长的信号光也可反向经阵列波导光栅传输实现信号复用功能。
2、为实现不同波长的光解复用，在设计上保证了相邻阵列波导之间的固定长度差。但在器件的版图绘制过程中，通常需要对阵列波导的结构和布局进行合理化的设计，面对几十根甚至几百根的阵列波导，在保证长度差的前提下，如何充分利用版图空间、简化结构设计方法成为重要的考虑点。
技术实现思路
1、为解决上述阵列波导光栅结构的合理化设计问题，本专利技术的目的在于提供一种基于迭代算法的新型阵列波导光栅及其设计方法。
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：本专利技术提供一种基于迭代算法的新型阵列波导光栅设计方法，首先通过阵列波导光栅基本理论，确定器件的结构参数，主要包括阵列波
3、si+1＝si+2li+δl-2li+1
4、
5、其中δl为相邻阵列波导长度差，θi+1为阵列波导的夹角，w为输入端平板波导垂直方向中心线到阵列波导光栅的对称中心线距离；
6、通过自定义第1级阵列波导长度l1与弯曲波导弧长s1，得出所有阵列波导的尺寸参数，从而完整地实现阵列波导光栅的结构设计。
7、进一步的，阵列波导光栅主要包括输入光波导、输入端平板波导、阵列波导、输出端平板波导和输出光波导。
8、进一步的，阵列波导部分主要由阵列波导直线段与弯曲段两部分构成，且直线段与弯曲段起始点的切线方向共线。
9、进一步的，相邻阵列波导的长度差，由每级阵列波导的直线段与弯曲段两部分长度和的差值确定。
10、进一步的，阵列波导弯曲段的弯曲半径根据材料性质确定，并且大于对应材料体系中最小波导弯曲半径，保证波导弯曲损耗不影响器件的传输特性。
11、进一步的，所有相邻阵列波导之间不发生光串扰，即每级阵列波导中的光都独立传输。
12、本专利技术还提供一种利用上述设计方法设计的阵列波导光栅。
13、与现有技术相比，本专利技术的显著优点为：本专利技术通过简化阵列波导光栅的几何结构，给出了详细的阵列波导光栅的设计方法，并着重对阵列波导的布局进行了代数分析。本专利技术适用于不同光子集成材料体系中阵列波导光栅的设计，相比于方型的阵列波导布局，该方法不仅减少了大量弯曲波导带来的弯曲损耗，并且保证了阵列波导之间长度差较高的均匀性。
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1.一种基于迭代算法的新型阵列波导光栅设计方法，其特征在于，首先通过阵列波导光栅基本理论，确定器件的结构参数，主要包括阵列波导间距、罗兰圆直径、相邻阵列波导长度差，再基于几何结构分解获得阵列波导的直线段长度li与弯曲段弧长si的递推关系：
2.根据权利要求1所述的基于迭代算法的新型阵列波导光栅设计方法，其特征在于，阵列波导光栅主要包括输入光波导、输入端平板波导、阵列波导、输出端平板波导和输出光波导。
3.根据权利要求2所述的基于迭代算法的新型阵列波导光栅设计方法，其特征在于，阵列波导部分主要由阵列波导的直线段与弯曲段两部分构成，且直线段的延长线与弯曲段起始点的切线方向共线。
4.根据权利要求1所述的基于迭代算法的新型阵列波导光栅设计方法，其特征在于，相邻阵列波导的长度差，由每级阵列波导的直线段与弯曲段两部分长度和的差值确定。
5.根据权利要求1所述的基于迭代算法的新型阵列波导光栅设计方法，其特征在于，阵列波导弯曲段的弯曲半径根据材料性质确定，并且大于对应材料体系中最小波导弯曲半径。
6.根据权利要求1所述的基于迭代算法的
7.根据权利要求1所述的基于迭代算法的新型阵列波导光栅设计方法，其特征在于，确定的阵列波导光栅的结构参数，包括：
8.根据权利要求7所述的基于迭代算法的新型阵列波导光栅设计方法，其特征在于，确定阵列波导光栅的基本结构参数后，对阵列波导光栅的几何结构开始确定，具体为：
9.一种利用权利要求1至8任一项所述的设计方法设计的新型阵列波导光栅。
...【技术特征摘要】
1.一种基于迭代算法的新型阵列波导光栅设计方法，其特征在于，首先通过阵列波导光栅基本理论，确定器件的结构参数，主要包括阵列波导间距、罗兰圆直径、相邻阵列波导长度差，再基于几何结构分解获得阵列波导的直线段长度li与弯曲段弧长si的递推关系：
2.根据权利要求1所述的基于迭代算法的新型阵列波导光栅设计方法，其特征在于，阵列波导光栅主要包括输入光波导、输入端平板波导、阵列波导、输出端平板波导和输出光波导。
3.根据权利要求2所述的基于迭代算法的新型阵列波导光栅设计方法，其特征在于，阵列波导部分主要由阵列波导的直线段与弯曲段两部分构成，且直线段的延长线与弯曲段起始点的切线方向共线。
4.根据权利要求1所述的基于迭代算法的新型阵列波导光栅设计方法，其特征在于，相邻阵列波导的长度差，由每级阵列波导的直线段...
【专利技术属性】
技术研发人员：王琛全，顾晓文，唐杰，钱广，黄鹏程，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：
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