Ein Wellenleitergitter wird in faseroptischen Übertragungssystemen verwendet, um zu ermöglichen, dass eine einzelne optische Faser mehrere Kanäle oder Kommunikationsbänder trägt. Glasfaserkabel verwenden sehr dünne Glasfasern, um Lichtsignale zu übertragen, die Sprach- oder Datenkommunikation enthalten. Ende des 20. Jahrhunderts erweiterte Glasfaser die Geschwindigkeit und Menge der Daten, die über Telefon-, Fernseh- und Computernetzwerke übertragen werden konnten, schnell und begann, Draht- oder Koaxialkabelnetzwerke zu ersetzen.
Licht durchdringt Luft- oder Glasfaserkabel als eine Reihe von Wellen, ähnlich wie Wellen im Wasser. Das Prinzip der Lichtbeugung, bei der Licht durch leicht unterschiedlich lange Fasern in leicht unterschiedlichen Phasen oder Winkeln austritt, ist die Grundlage für ein Array-Wellenleiter-Gitter. Licht tritt aus jeder der Fasern im Wellenleiter an einem etwas anderen Punkt in der Welle aus, da jede Faser eine andere Länge hat und das Licht mehr oder weniger Zeit braucht, um seine Länge zu durchlaufen. Wenn diese phasenverschobenen Frequenzen interagieren, erzeugen sie ein Beugungsmuster, das aus einer Reihe von gleichmäßig beabstandeten Lichtsignalen besteht, jedes mit seiner eigenen Frequenz.
Für verschiedene Kommunikationsbänder werden unterschiedliche Frequenzen des Lichtsignals verwendet, und das Wellenleitergitter wird verwendet, um diese einzelnen Bänder zu einem einzigen Faserkabel zu kombinieren oder zu multiplexen. Diese Technologie wird als Wellenlängenmultiplex (WDM) bezeichnet und ermöglicht die Kombination vieler Gespräche oder Datenströme. Der Prozess kann am anderen Ende einer Übertragungsleitung umgekehrt werden, wobei die kombinierten Signale in einem Demultiplexer-Wellenleiter getrennt werden.
Ein Wellenleitergitter besteht aus wenigen Teilen. Das ankommende Glasfaserkabel wird mit mehreren Glasfaserkabeln an eine Mischzone angeschlossen. Der Array-Wellenleiter ist am anderen Ende der Zone in einer Reihe aufgereiht. Am gegenüberliegenden Ende befindet sich eine Sammel- oder Fokussierungszone, in der die verschiedenen Wellenlängen oder Kanäle durch Beugung getrennt werden und in mehrere Faserkabel eintreten.
Ein Problem bei der Array-Wellenleiter-Gitter-Technologie besteht darin, dass sie von der Temperatur beeinflusst wird. Wenn die Temperaturen steigen oder fallen, ändern die optischen Fasern ihre Länge um sehr kleine Beträge. Diese Sichtveränderungen können das Beugungsmuster, das das Gitter verlässt, verändern und einen Verlust der Signalqualität verursachen. Frühe Wellenleiter wurden erhitzt, um eine künstliche Temperatur über der normalen Raum- oder Außentemperatur zu halten, um Signalverluste zu vermeiden, verursachten jedoch zusätzliche Betriebskosten.
Im 21. Jahrhundert wurden unbeheizte Wellenleitergitter entwickelt, die temperaturkompensierte Wellenleiter verwenden. Ein nicht beheiztes System verwendet Kupferstreifen, die mit der Fokussierungszone verbunden sind und sich bei Temperaturänderungen leicht bewegen. Dies kann kalibriert werden, um die fokussierten Lichtfrequenzen in der richtigen Position zu halten, damit die austretende Faseroptik die Signale sammelt.