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路由器的物理實(shí)現(xiàn)

時間:2012-05-09來源:輝鵬網(wǎng)絡(luò) 作者:編輯 點(diǎn)擊:
內(nèi)容提要: 光路由器通常用陣列波導(dǎo)光柵(AWG,arrayed—Waveguide grating)來實(shí)現(xiàn)。
  

   光路由器通常用陣列波導(dǎo)光柵(AWG,arrayed—Waveguide grating)來實(shí)現(xiàn)。AWG(結(jié)構(gòu)如下圖所示)是一個基本的成像系統(tǒng),其中,物體平面和像平面用兩個N×M平面波導(dǎo)耦合器隔開,不等長度的M波導(dǎo)陣列連接這兩個耦合器。這個陣列稱為波導(dǎo)光柵。兩相鄰波導(dǎo)之間的長度差址是常數(shù),更確切地說,從最短的波導(dǎo)開始,相鄰的波導(dǎo)一次遞增△L量的長度。這個光柵與先前介紹過的閃爍光柵和布拉格光柵具有相似的特性。我們將用一個從第1號光纖輸入WDM信號的例子來說明AWG的工作原理。光束進(jìn)入平面區(qū)以后發(fā)生擴(kuò)散,其功率均勻地分割到M個波導(dǎo)上。

  M個波導(dǎo)中的每一個波導(dǎo)收集并傳播從第1號輸入光纖來的全部WDM信道的能量。由于這M個波導(dǎo)的每個波導(dǎo)都有長度差,所以沿著每個波導(dǎo)的相移是不同的。在波導(dǎo)光柵的輸出處,我們可以得到M個波的陣列,每個波有不同的相位。對λ1波長來說,相位陣列中的每個分量僅在一根光纖的人口(我們稱之為第1號光纖)同相輸出(產(chǎn)生相長干涉)。在其他所有輸出光纖上,波長λ1的光波都是相消干涉。因此,λ1的光將沿著第1號輸出光纖輸出。

 

列陣波導(dǎo)光柵
                             圖:列陣波導(dǎo)光柵。平面區(qū)是N×M的耦合器,光柵中有M個波導(dǎo)

  M波導(dǎo)中的每個波導(dǎo)的相移不僅與波導(dǎo)的長度有關(guān),而且還與波長有關(guān),在光柵的末端,WDM信號中不同的信道的相位變化將是不同的。因此,波長為九的波僅在另一根光纖(我們稱之為2號光纖)而不是在第1號光纖上同相(產(chǎn)生相長干涉)。同樣地,波長為九的波僅在第3號輸出光纖上同相(產(chǎn)生相長干涉)。按照這種方法,從第1號光纖輸入的不同波長的光載波(從λ1到λn)將會聚集到不同的輸出光纖上輸出。

  接下去考慮從第2號輸入光纖輸入WDM信號的情況。我們再次發(fā)現(xiàn),在輸出光纖陣列上不同的WDM信道是分離排列的。由于第2號輸入光纖與第1號光纖在物理上有偏離,所以在光纖輸出陣列上的信道分布也是偏離的。分布偏離源自于從新的輸入端口通過平面區(qū)中再到每個光柵波導(dǎo)的距離(相移)不同。從輸入光纖到光柵的最仞相位變化,導(dǎo)致在光柵輸出的新的相位變化。各給定波長在輸出光纖上產(chǎn)生相長干涉的位置,與其在第l號光纖輸入所產(chǎn)生的位置足不同的。我們可以得出結(jié)論:對每根輸入光纖來說,各信道在輸出光纖陣列上的分布結(jié)果是惟一的。


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