波分复用器件在片上连接多路激光器、调制器、探测器等，可使片上数据的传输速率和处理速率获得成倍的增长。EPIC组对波分复用/解复用器进行了系统的研究，设计并制作出8×8的循环式阵列波导光栅器件，通过优化的结构设计获得了最低2.4dB的损耗和-17.6dB~-25.1dB的串扰，性能达到国际一流水平。

在光通信、光互连领域，波分复用技术已经有了成熟的发展和广泛的应用。波分复用/解复用器对多个波长进行合波/分波，使不同的信号在同一条路径中传输和再处理。阵列波导光栅是一种典型的波分复用/解复用器件。它由平板波导、阵列波导和输入输出波导构成，如图1所示。其作用机理为：多个波长的光信号由输入波导进入到输入平板波导区，在平板波导中衍射成一束光，几乎均匀地耦合进阵列波导端口；经过阵列波导传输后，由于光程不同，对某一个波长的光波来说，阵列波导末端的输出光相位呈等差数列排布，同时，不同波长在波导中的有效折射率不同，造成每一波长的光信号具有不同的相位差；在输出平板波导中，这些具有不同相位差的光信号将发生干涉，根据罗兰圆的反射特性，相同波长的光波将会聚到小圆的某一个具体位置，即相应输出波导的端口。因此，通过严格的计算阵列波导的长度差，可以实现分波长。

图1 AWG原理图和测试谱图 

目前国外的根特大学、AIDI、PECST、A*Star等，国内的微系统所、浙江大学、半导体所等单位均有对SOI基AWG的报导。我们也在这一领域进行了相关的研究，研究方法为：利用传输矩阵法和有限时域差分方法模拟计算阵列波导光栅的结构；通过电子束曝光和等离子体感应耦合刻蚀等工艺制作SOI片上的阵列波导光栅器件。

如图1所示为EPIC组设计和制作的AWG元件，其中左侧为显微镜视图，右侧为该器件的8通道测试曲线。我们在结构上优化设计阵列波导光栅，采用快速收敛的抛物线型模斑转换结构连接平板波导和单模波导，使相邻通道间的耦合减小，以达到减小串扰，优化性能的效果。我们在简单的单层刻蚀工艺下，制作出了性能优良的8路循环式AWG器件，具有400GHz信道间隔、2.2nm峰值半宽、最小2.4dB的损耗和-17.5dB~-25.1dB的串扰，器件性能达到国际一流水平。相关论文发表于2014年美国光学学会期刊Optics Express[1]。

[1] Tong Ye, Yunfei Fu, Lei Qiao, and Tao Chu, “Low-crosstalk Si arrayed waveguide grating with parabolic tapers,” Opt. Express. 22(26), 31899–31906 (2014).