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Silicon nitride arrayed waveguide grating de-multiplexer for high-throughput optical satellite links

Bergamasco, Nicola und Terrasanta, Giulio und Ziarko, Marcin Wojciech und Poliak, Juraj (2025) Silicon nitride arrayed waveguide grating de-multiplexer for high-throughput optical satellite links. Optics Continuum, 4 (8), Seiten 1646-1661. Optica Publishing Group. doi: 10.1364/OPTCON.563378. ISSN 2770-0208.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Offizielle URL: https://opg.optica.org/optcon/fulltext.cfm?uri=optcon-4-8-1646&id=574595

Kurzfassung

Dense wavelength division multiplexing (DWDM) technology is essential to achieve high throughput data links in optical space communications. Yet, the bandwidth allocation suggested for satellite optical links differs from that of terrestrial networks, for it explicitly separates and regulates the uplink and downlink wavelengths. Moreover, the requirements of cost, size, weight, and power (C-SWaP) a satellite is subjected to significantly differ from that of a terrestrial node. This distinction can justify the design of a dedicated de-multiplexer in place of commercial off-the-shelf solutions, which, taking advantage of photonic integrated circuits (PICs) technology, is optimized for the requirements of bandwidth and space payloads. In this work, we propose an arrayed-waveguide grating (AWG) design that can operate simultaneously, on the same device, as multiplexer and de-multiplexer with the suggested bandwidth allocation. The AWG is polarization-insensitive, targeting a silicon nitride platform to achieve small footprint and low losses. As an example application, we simulated and studied the transmission of an AWG with two (1×8) 100 GHz channels using a semi-analytical numerical method. The effects of radiation and fabrication tolerances were also considered. The results show that the design is a promising step towards the development of PIC-based de-multiplexers for satellite optical links.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/215459/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Silicon nitride arrayed waveguide grating de-multiplexer for high-throughput optical satellite links
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Bergamasco, Nicolanicola.bergamasco (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0008-9568-1553188947257
Terrasanta, GiulioGiulio.Terrasanta (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7542-1545NICHT SPEZIFIZIERT
Ziarko, Marcin WojciechMarcin.Ziarko (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0684-1340NICHT SPEZIFIZIERT
Poliak, JurajJuraj.Poliak (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:22 Juli 2025
Erschienen in:Optics Continuum
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:4
DOI:10.1364/OPTCON.563378
Seitenbereich:Seiten 1646-1661
Verlag:Optica Publishing Group
ISSN:2770-0208
Status:veröffentlicht
Stichwörter:free space optical communications, de-multiplexer, integrated optics, photonics, dwdm, optical satellite links
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Global Connectivity for People and Machines
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Optische Satellitenlinks
Hinterlegt von: Bergamasco, Nicola
Hinterlegt am:31 Jul 2025 09:39
Letzte Änderung:31 Jul 2025 09:39

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