01
绪论：波分复用技术概述
片上集成光栅的研究意义 · 课程目标与内容安排
基础导论
02
光波导基础
光在介质中的传播 · 平板波导与脊形波导 · 模式理论简介
波导模式
03
光栅基础
光栅方程 · 布拉格条件 · 衍射效率与带宽
光栅衍射
04
均匀布拉格光栅
结构原理 · 反射谱特性 · 耦合模理论入门
布拉格耦合模
05
啁啾光栅
线性啁啾与分段啁啾 · 色散补偿原理 · 设计实例
啁啾色散
06
取样光栅
梳状滤波特性 · 游标效应 · 在波分复用中的应用
取样游标
07
倾斜光栅
辐射模耦合 · 偏振相关损耗 · 设计考量
倾斜偏振
08
微环谐振器基础
传输谱 · 自由光谱范围 · 品质因数
微环谐振
09
微环与光栅的混合结构
微环辅助光栅 · 滤波特性优化
混合滤波
10
波分复用器架构
阵列波导光栅 · 级联马赫-曾德尔干涉仪 · 光栅型复用器对比
架构复用
11
片上光栅耦合器
垂直耦合与边缘耦合 · 光栅耦合效率优化 · 工艺容差分析
耦合工艺
12
材料平台选择
硅基、氮化硅、磷化铟平台特性对比 · 损耗与非线性效应
材料平台
13
工艺制造基础
光刻、刻蚀、薄膜沉积 · 关键工艺参数对光栅性能的影响
工艺制造
14
版图设计
光栅版图绘制规则 · 波导弯曲与交叉 · 版图验证
版图设计
15
仿真方法
时域有限差分法 · 有限元法 · 本征模展开法 · 仿真工具介绍
仿真FDTD
16
FDTD仿真实践
Lumerical FDTD软件操作 · 光栅结构建模 · 透射/反射谱提取
实践FDTD
17
耦合模理论仿真
传输矩阵法 · 光栅光谱快速计算 · 参数扫描
耦合模传输矩阵
18
色散分析
群折射率 · 色散曲线 · 啁啾光栅的色散补偿仿真
色散补偿
19
偏振相关特性
TE/TM模式分离 · 偏振分集方案 · 偏振不敏感设计
偏振TE/TM
20
温度稳定性
热光效应 · 无热化设计 · 温度补偿结构
温度无热化
21
工艺容差分析
关键尺寸变化 · 膜厚波动 · 刻蚀深度偏差对光谱的影响
容差工艺
22
多通道波分复用器设计
通道间隔 · 串扰抑制 · 均匀性优化
多通道WDM
23
粗波分复用器设计
大带宽 · 低插损 · 低成本方案
粗波分CWDM
24
密集波分复用器设计
窄线宽 · 高隔离度 · 热调谐方案
密集波分DWDM
25
可调谐光栅滤波器
热调谐 · 电光调谐 · 微机电调谐
可调谐滤波器
26
光栅与探测器集成
波导型光电探测器 · 光栅耦合探测器 · 单片集成方案
集成探测器
27
光栅与激光器集成
分布反馈激光器 · 分布式布拉格反射激光器 · 外腔激光器
激光器DFB
28
测试与表征
光谱仪使用 · 光纤对准 · 插损与串扰测量 · 偏振消光比测试
测试表征
29
典型应用案例
数据中心光互联 · 5G前传 · 光计算与传感
应用案例
30
总结与展望
当前技术瓶颈 · 未来发展趋势 · 课程总结
总结展望