[发明专利]一种列阵波导光栅及其制备方法、应用和应用产品

说明书

本发明涉及一种列阵波导光栅，包括输入波导、输入耦合器、阵列波导、输出耦合器和输出波导阵列；所述输入波导用于将光波输入到所述输入耦合器；所述输入耦合器用于将光波耦合进入每一条阵列波导中；所述输出耦合器用于对所述阵列波导传播过来的不同相位的光波进行干涉叠加；所述输出波导阵列用于输出所述输出耦合器传播过来的不同波长的光波；所述阵列波导的波导宽度满足公式所述输出波导阵列的波导宽度满足公式采用本发明所述方案制得的傅里叶变换器具有更好的光信号传输性。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体而言，涉及一种列阵波导光栅及其制备方法、应用和产品。

背景技术

目前光通信技术研究正向着大容量，高速率的方向发展。但在光通信网节点仍然在以“光-电-光”的方式进行数据处理，这种处理方式大大影响了通信速度和容量提升。根据摩尔定理，其不断增加的晶体管数量带来的较大能耗也是极大的限制了它的发展。基于全光网处理的方案使得信号只在光路中进行，能耗少，通信容量和速度理论上能够有较大的提高。要实现全光网系统就需要光信号处理器件，而光信号傅里叶变换器就是众多光信号处理器件中非常重要的一个。

发明内容

傅里叶变换广泛的应用在科学研究和工程技术中，发挥着重要的作用，研究发现傅里叶变换本身是一种全局性变换，得到的是整体信号频谱，无法表述信号的时频局部特性，在非平稳信号的处理中这种信号的时频局部特性十分关键，为了处理非平稳信号，人们提出了许多信号处理理论：分数阶傅里叶变换、短时傅里叶变换、小波变换、Winger分布等。但Winger分布方法在对线性调频信号进行分析处理时会有交叉项干扰；短时傅里叶变换对线性调频信号分析处理时，虽然具有较快的速度，但估计精度不是很高；小波变换能够较好的完成线性调频信号的时频分析，但实时性能较差。分数阶傅里叶变换能很好的分析和处理非平稳信号，它作为傅里叶变换的广义形式具有能够同时在时域和频域对信号进行观察和处理的特性，避免传统傅里叶变换只能单独在时域或频域进行处理的问题。同时分数阶傅里叶变换与传统傅里叶变换相比多出一个自由参数，使其应用更灵活，适合处理多分量信号。

本发明基于现有技术存在的不足，提供一种列阵波导光栅，可以实现分数阶光信号傅里叶变换，传统在电信号里面进行傅里叶变化，本发明实现了直接在光信号里面进行分数阶光信号傅里叶变换目的，大大提高通信效率和容量。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种列阵波导光栅，包括输入波导、输入耦合器、阵列波导、输出耦合器和输出波导阵列；

所述输入波导用于将光波输入到所述输入耦合器；

所述输入耦合器用于将光波耦合进入每一条阵列波导中；

所述输出耦合器用于对所述阵列波导传播过来的不同相位的光波进行干涉叠加；

所述输出波导阵列用于输出所述输出耦合器传播过来的不同波长的光波；

所述阵列波导的波导宽度满足公式所述输出波导阵列的波导宽度满足公式

其中λ为入射光的波长，L为耦合器曲率半径，p为变换阶次。

作为傅里叶变换的推广形式，引入了阶次p这一参数，是傅里叶变换算子的p次幂。当p＝1时分数阶傅里叶变换就是传统的傅里叶变换；当p＝-1时，分数阶傅里叶变换就是传统的傅里叶逆变换；最佳p值需要根据情况进行搜寻。根据帕塞瓦尔定律，经过分数阶傅里叶变换的光脉冲能量不变。为了避免过高的峰值功率对接收机产生不好的影响，阶次p的值应在0.9以内。在本申请实施例中给出的p是1/8。

本发明一具体实施方式，所述列阵波导光栅采用不含硅的聚合物材料制得。

本发明一具体实施方式，所述阵列波导的衬底选自聚甲基丙烯酸甲酯，芯层选自SU-8，包层选自苯并环丁烯。