为了满足更大信息容量和更快传输速率的需求和发展趋势,新一代的超高速的光纤传输技术被提出:波分复用(wavelength division multiplex,WDM)。波分复用技术操纵复用器(multiplexer)在光通讯系统的发送部分将携带着不同类信息的不一样的波长的信号光会合起来,从而共同在一根光纤内能够同时传送含有n个不一样波长的信号光,使得数据得到多倍的容量以及传输速率;相反地,解复用器(demultiplexer)在接收端把含有不同信息波长的光波进行分离,接着经由接收机把从发射端发送的各种波长承载的各种不同的信息进行处理。这种共同在单根光纤中输送多种不一样波长信号光就是波分复用。制作光波分复用器的技术有很多,在国家重点项目(863)的资助下,本文基于不同厚度绝缘体上硅(SOI)这种硅基材料来研制波分复用器件。通过各种优化设计方法来改善AWG器件的性能,以及尝试一种新的波分复用器件。(1)文章主要论述了:介绍了几种基于不同厚度SOI的AWG器件中关键波导的结构模式以及对应的有效折射率的方法,如平板波导、条形波导、脊形波导,并给出了脊形波导的单模条件;(2)根据大截面尺寸脊形波导的单模条件,基于3μm SOI设计出了1x4信道AWG,使用比较精确的柱坐标束传播法(BPM)来模拟AWG的传输谱,得到模拟AWG的损耗几乎是零,以及相邻信道串扰大于20d B。(3)设计并制作了基于SOI纳米线波导的4×4型AWG,通道间隔2.8-3.6 nm,3 d B带宽大约是5 nm,中心通道的串扰是4 d B,该器件的损耗大约是9.6 d B。下一步计划通过进一步优化AWG设计参数和制作工艺,降低AWG器件的损耗,并将串扰降低到20 d B以下。(4)设计并制作了级联的PHCR,来完成波分复用的功能。通过FDTD来计算单个PHCR,并制作测试了级联PHCR,由于PHC R中存在比较多的模式,还需进一步优化器件来实现波分复用。