垂直方向耦合光波导探测器超模匹配条件的实现

在光控相控阵雷达系统中,光电探测器起着重要的作用,缺乏大功率高速光电探测器是制约光控相控阵雷达实用的瓶颈。近年来提出的垂直方向耦合光波导探测器,在满足超模匹配条件下,能解决光电流分布不均匀的问题,从而实现大功率高速工作。本文在选定了垂直方向耦合器结构的基础上,根据BeemProp软件模拟仿真结果确定满足超模匹配条件的结构参数,然后进一步用有效折射率法验证了此结构参数仍满足超模匹配条件。所采用的方法为设计大功率高速光电探测器提供了参考。     

有双包层结构的楔变脊型光斑转换器的设计

为了提高硅基上单模波导器件与单模光纤的耦合效率和工艺容差,设计了一种实用新型光斑转换器,它由水平和垂直双向楔变的波导芯区和双内包层构成.分析了内包层折射率与其厚度对耦合效率的影响,发现通过优化内包层的参数可以加强对扩展光场的限制.针对在硅基上制作垂直楔变结构的波导还很困难的情况,提出了一种低成本、简单可行的制作方法.     

有双包层结构的楔变脊型光斑转换器的设计

为了提高硅基上单模波导器件与单模光纤的耦合效率和工艺容差,设计了一种实用新型光斑转换器,它由水平和垂直双向楔变的波导芯区和双内包层构成.分析了内包层折射率与其厚度对耦合效率的影响,发现通过优化内包层的参数可以加强对扩展光场的限制.针对在硅基上制作垂直楔变结构的波导还很困难的情况,提出了一种低成本、简单可行的制作方法     

单模光纤章动跟踪耦合系统设计

在光纤激光通信系统中,为了克服准误差、随机角抖动误差、大气湍流像差对单模光纤耦合效率的影响,本文设计了单模光纤章动跟踪耦合系统。首先基于模场匹配原理,分析了径向偏差和光斑大小对耦合效率的影响。其次在理论分析的基础上,对激光章动跟踪系统进行了设计,主要包括激光器、准直镜、快速反射镜、耦合透镜以及光电探测器,并以光电探测器的能量反馈完成了激光章动跟踪算法设计。最后搭建了实验平台,对系统进行了实验测试。通过实验测试得到,在激光章动跟踪时单模光纤的耦合效率为53.5%,并测试了径向偏差以及光斑大小对耦合效率的影响,得到了相应的曲线。耦合效率满足系统要求,并且实验测试曲线与理论分析的仿真曲线基本一致。     

SOI基波导与光纤耦合的进展研究

当前以电子作为信息载体的微电子技术遭遇到发展瓶颈。光传输具有带宽大、速率高的特点,将光子载体与电子载体相结合是未来信息传输发展的必然趋势。波导与光纤的高效耦合是实现光电子集成的关键。文章介绍了国内外几种典型耦合器的最新进展,包括楔形耦合器、GRIN(渐变折射率)透镜耦合器和垂直光栅耦合器,并对它们的性能指标、优缺点进行了比较分析,对进一步提高耦合效率的可行性进行了展望。结果表明,垂直光栅耦合器具有耦合效率高、带宽大、工艺成熟、工艺容差大和耦合步骤简单的优势,在光通信与集成光电子学领域有着广阔的应用前景。     

30Gbit/s并行光发射模块制作过程中的光耦合及封装

介绍了并行光发射模块制作过程中,垂直腔面发射激光器列阵与列阵光纤的对准及固定方法.对斜面光纤折弯耦合和垂直耦合两种方法进行了实验研究,得到的平均耦合效率均达70%以上.比较了两种耦合方式的利弊.针对列阵光纤耦合的特点,介绍了列阵光纤耦合过程中光纤的位置、角度的调整方法和特点.     

30Gbit/s并行光发射模块制作过程中的光耦合及封装

介绍了并行光发射模块制作过程中,垂直腔面发射激光器列阵与列阵光纤的对准及固定方法.对斜面光纤折弯耦合和垂直耦合两种方法进行了实验研究,得到的平均耦合效率均达70%以上.比较了两种耦合方式的利弊.针对列阵光纤耦合的特点,介绍了列阵光纤耦合过程中光纤的位置、角度的调整方法和特点.     

30Gbit/s并行光发射模块制作过程中的光耦合及封装

介绍了并行光发射模块制作过程中，垂直腔面发射激光器列阵与列阵光纤的对准及固定方法. 对斜面光纤折弯耦合和垂直耦合两种方法进行了实验研究，得到的平均耦合效率均达70%以上. 比较了两种耦合方式的利弊. 针对列阵光纤耦合的特点，介绍了列阵光纤耦合过程中光纤的位置、角度的调整方法和特点.     

单模光纤耦合器耦合系数影响因素的研究

从理论上推导了2×2单模光纤耦合器耦合系数的计算公式。然后结合实际制作条件进行了合理的近似,从而分析了在实际制作中两条拉锥光纤之间的水平间距d0及拉锥基座垂直偏差y对于耦合器耦合系数的影响。     

双色量子阱红外探测器中的耦合光栅

在量子阱红外探测器(QWIP)上制备光栅的目的是对垂直入射的红外辐射进行有效耦合。从实验、测试和有关文献出发,探讨了影响其耦合效率的参数及参数的优化值。重点分析了双色QWIP的光栅设计问题,并从提高双色量子阱红外探测器光栅耦合效率和响应均匀性出发,介绍了一种新型交叉组合二维双周期结构光栅的设计方法;以一种具体AlGaAs/GaAs双色量子阱红外探测器为例,模拟了对应的交叉组合二维双周期结构光栅的几何参数和耦合强度,并与传统的二维双周期光栅结果对比,显示了新型双周期结构光栅在提高光耦合强度方面的优越性。     

深槽LIP太阳能电池栅线电极技术

介绍了深槽LIP太阳能电池栅线电极的制造方法,对LIP工艺及装置进行了详细的说明。通过试验表明,用新工艺制造的太阳能电池片的转换效率可达19.4%。讨论了与传统工艺相比较,深槽LIP太阳能电池片在光学和电学性能上的提升机理。     

小垂直发散角大光腔980nm单模InGaAs/GaAs/AlGaAs量子阱激光器

通过采用经过优化的新型大光腔结构,脊形波导980nm单模InGaAs/GaAs/AlGaAs多量子阱半导体激光器在保持大功率光输出的同时获得了较小的垂直发散角.结果表明波导中的光功率密度可以降低,获得了大于400mW、斜率效率0.89W/A的输出光功率,垂直方向远场发散角也降低到23°.     

小垂直发散角大光腔980nm单模InGaAs/GaAs/AlGaAs量子阱激光器

通过采用经过优化的新型大光腔结构,脊形波导980nm单模InGaAs/GaAs/AlGaAs多量子阱半导体激光器在保持大功率光输出的同时获得了较小的垂直发散角.结果表明波导中的光功率密度可以降低,获得了大于400mW、斜率效率0.89W/A的输出光功率,垂直方向远场发散角也降低到23°.     

4×10Gbit/s并行光模块串扰优化设计

为了对4×10Gbit/s并行光模块光串扰进行优化,采用了ABCD传输矩阵法,结合光纤耦合约束条件以及准直透镜、自聚焦透镜和光纤端面球透镜的理论,设计出两套优化方案。研究了垂直腔面发射激光器光束特性,利用MATLAB进行理论分析,模拟得出光斑半径与发散角的关系,并分析了串扰情况。在ZEMAX非序列模式下完成了光路建模,优化结构中透镜参量以及光纤端面设计,进行了理论分析和实验验证,取得了优化后耦合光斑半径与耦合效率。结果表明,间接耦合优化结构中,到达光纤端面的光斑为53.72μm,耦合效率达到72.59%;而直接耦合优化结构中,到达光纤端面的光斑为3.695μm,耦合效率高达到76.11%,有效地解决了并行光模块之间的光串扰问题。这一结果对光网络信号传输质量优化方面是有帮助的。     

垂直结构GaN基LED用Ni/Ag反射镜电极

Ni/Ag/Ti/Au金属系反射镜电极广泛用于GaN基垂直结构发光二极管(LED)的传统制造工艺.这种电极需要进行高温长时间整体退火才能获得高质量的欧姆接触,但对电极的反射率和器件性能影响较大.介绍了一种新工艺方法,该方法将电极分解为接触层和反射层,降低反射层经历的退火温度和时间,获得了拥有良好的欧姆接触特性和高反射率的反射镜电极,解决了传统电极光学性能和电学性能相互制约的问题.首先生长极薄的Ni/Ag作为接触层,对接触层进行高温长时间退火后再生长厚层Ag作为反射层,之后再进行一次低温退火.使得对反射起主要作用的反射层免于高温长时间退火,相较于传统Ni/Ag/Ti/Au电极,该方法在获得更优良的欧姆接触的同时,提升了电极的反射率.在氧气氛围下进行500℃接触层退火3 min,400℃整体退火1 min后,电极的比接触电阻率为1.7×l0-3Ω·cm2,同时在450 nm处反射率为93％.     

基于VC++的EDFA自动校准及瞬态测试系统的开发

为了减少校准测试过程中人为因素引起的误差,提升产品测试的精确度和测试效率,自主开发了一种掺铒光纤放大器自动校准测试系统。根据影响光学指标各因素设计合理的校准测试方案,设计了掺铒光纤放大器测试光路切换开关,利用通用接口总线对设备进行自动化控制,VC++实现自动化控制及测试。采用分层的模块化设计,具有高内聚、松耦合的特点,多数子模块封装成动态链接库,软件的兼容性与扩展性强,其维护修改更加容易。经过试验验证,使用自动控制测试设备和光路切换开关的掺铒光纤放大器的研发测试效率提高了60%。结果表明,此自动校准测试系统能有效提高测试效率和测试精度,具有研发生产的实用价值。     

Fabrication and performance analysis of a high-coupling- efficiency and convenient-integration optical transceiver

An optical transceiver with a novel optical subassembly structure is proposed in this paper, which achieves high coupling efficiency and low assembly difficulty. The proposed optical transceiver consumes 0.9 W power and retains a small size of 28 mm×16 mm×3 mm. The fabrication process of the silicon substrate and the assembly process of the optical transceiver are demonstrated in details. Moreover, the optical transceiver is measured in order to verify its transmission performance. The clear eye diagrams and the low bit error rate (BER) less than 10-13 at 10 Gbit/s per channel show good transmission characteristics of the designed optical transceiver.     

非均匀关联光束在湍流中的单模光纤耦合效率（特邀）

研究了非均匀关联光束经过大气湍流后的光纤耦合效率。研究结果表明,大气湍流中非均匀关联光束的光纤耦合效率优于传统高斯谢尔模光束;且调控光束相干长度可以提高光纤耦合效率;针对不同传输距离的情况,可以通过调控光束相干长度实现耦合效率的最优化。同时,文中还讨论了光源参数:束腰和波长;耦合透镜参数:接收孔径和焦距;湍流强度对光纤耦合效率的影响。该研究成果证明光场相干结构调控技术在提升光纤耦合效率中的应用,在自由空间激光通信研究领域存在重要价值。     

聚合物波导光栅耦合器的衍射场仿真

为了实现横截面尺寸为50 m50 m的聚硅氧烷聚合物光波导的耦合转向问题,设计了一种表面覆盖高折射率包层的多层蚀刻光栅耦合器。首先,分析了影响聚合物波导光栅耦合器耦合效率的结构因素;然后,采用在光栅表面蚀刻高折射率层的方法,提高了聚合物波导光栅耦合器的耦合效率;接着,对不同的周期（范围:100~4 000 nm）和不同的蚀刻深度（范围:0~50 000 nm）进行排列组合,形成不同的光栅结构,基于时域有限差分法编写程序,遍历所有情况,得到不同光栅结构下的光场情况以及其耦合效率,找到使耦合效率最大的周期以及蚀刻深度。最后,设计了多层蚀刻的光栅耦合器,进一步提高耦合效率。当蚀刻深度为5 000 nm,光栅周期为2 600 nm时,带高折射率层的聚硅氧烷聚合物光波导均匀光栅耦合器的耦合效率达到最大,为17.2%。采用多层蚀刻的方式,对结构进行优化,其耦合效率能达到37.4%。为聚硅氧烷聚合物光波导在光互连中的实际应用提供了理论依据。     

Vertical Coupling of Polymeric Double‐Layered Waveguides Using a Stepped MMI Coupler

We designed a multimode interference (MMI) coupler to use in vertical coupling of double layered polymeric waveguides and analyzed the coupling characteristics by comparing our experimental and simulation results. We found that our proposed new structure, a stepped MMI coupler, is effective in vertical coupling between waveguide layers with a short length of MMI and has a high tolerance for the variation in the structure of an MMI coupler that can be induced as errors in the fabrication process.