锥形光波导耦合特性研究

基于耦合模理论,数值仿真了两种耦合结构(FW和WF)下的耦合损耗随锥形光波导芯层尺寸的变换规律;进一步分析了两种耦合结构下锥形光波导端面粗糙度对其模式耦合损耗特性的影响,表明不同模式其端面散射损耗不同;实验结果表明,锥形光波导的输入端芯层尺寸、输出端芯层尺寸及光波导长度,对FW结构下的耦合损耗影响较小,对WF结构下的耦合损耗影响较大。     

双面金属波导电光调制特性研究

金属包覆介质光波导的独特光学性质，使得其在光通信和生物技术等领域的研究和应用具有了比较重要的意义．本文对采用棱镜耦合结构的双面金属包覆聚合物波导器件进行了理论和实验研究，该器件由棱镜、上层金属薄膜、极化聚合物、缓冲层和下层金属薄膜五层结构组成．实验中，一束经偏振后的激光束入射到棱镜的底面，通过对器件进行角度扫描，检测反射光强，得到衰减全反射谱．     

铝包覆纳米二氧化钛的制备及其形态研究

纳米二氧化钛是太阳能光电转化过程中普遍使用的材料,已有研究证明对其进行铝包覆可以很好地提高其光电性能。为了方便根据铝元素形态确定包铝改性过程中铝的添加量,以及分析铝元素各形态对改性纳米二氧化钛功能的改进作用,通过硫酸铝对纳米二氧化钛进行表面无机改性,并采用X射线衍射仪、红外光谱仪、热重分析仪和自带能谱的扫描电镜等手段对改性前后的纳米二氧化钛进行表征来确定包铝后的纳米二氧化钛中的铝元素形态。实验结果表明:经铝改性后的纳米二氧化钛表面包覆物以AlOOH和无定型Al(OH)3的形式存在,且AlOOH、Al(OH)3、TiO2三者的个数比近似为1∶1.5∶7.5,表面包覆物以Al(OH)3为主。     

石墨烯对波导耦合特性影响的研究

石墨烯材料因具有非常优异的电光特性而成为新一代光子器件中的重要材料.文章研究了石墨烯对于硅基、聚合物两种材料双矩形波导耦合特性的影响.研究结果表明,在双波导耦合器件中增加一层石墨烯能够起到改变耦合长度的作用,不同费米能级的石墨烯可以增大或减小双波导耦合器件的耦合长度.石墨烯对耦合特性的影响对于硅基和聚合物波导均适用.此研究结果对于基于石墨烯的波导器件的设计和应用具有一定的参考意义.     

聚合物波导电光调制器阵列的研究及其应用

基于衰减全反射结构,提出了一种聚合物电光调制器阵列,该调制器含有多对电极,且多对电极可同时极化并可以独立工作.目前我们已在实验室成功制备了双通道聚合物波导电光调制器,并利用此调制器实现两路视频信号的同时调制.     

高斯光束—光波导的耦合

本文研究了 Si基 Si O2 光波导与高斯光束之间的耦合。用有效折射率法计算了波导 TE模基模的分布 ;实验测试了与光斑直径小于 10 μm的高斯光束的耦合位置允许误差。结果表明归一化耦合比在5 0 %以上时 ,x- y方向的位置误差应该在± 5μm内 ,z方向位置误差在± 2 0 0μm。     

椭圆光波导的特性研究

本文利用Ｍａｘｗｅｌｌ波动理论，研究阶梯折射率分布的椭圆光波导特性。给出了解析解式和本征方程；研究了其传播特性和偏振特性。     

光波导-单模光纤的直接耦合

实现光波导－单模光纤的耦合是各种集成光学器件从实验室走向实用化的关键，耦合效率的高低直接影响到各种集成光学产品的性能。本文在分析影响耦合效率的主要因素的基础上，对现有的几种光波导－光纤耦合方式作了进上步的分析和比较。     

纳米光波导光滑技术研究进展

随着半导体工业的发展,集成光电器件的特征尺寸越来越小,纳米光波导表面光滑技术将面临新的挑战。降低纳米光波导表面粗糙度,制造超低损耗纳米光波导,实现其高效片间光互连与片内光耦合,是集成光电子器件,特别是高灵敏微陀螺、生化传感器、光通讯等器件发展的关键。主要分析了光波导表面粗糙度与传播损耗的关系,着重阐述纳米光波导表面光滑工艺方法,包括热氧化法、氢退火法及激光束法的研究现状及最新进展,总结了各类工艺的技术难点与发展前景,并展望其在微机电、光集成方面应用前景。     

激光致盲干扰效能分析研究

为了分析研究激光致盲干扰的作战能力,评估激光致盲干扰的作战效能,基于激光致盲干扰的干扰原理和干扰效果评估准则,采用效能评估分析方法,总结出激光致盲干扰的干扰方程,从干扰方程出发,提出了致盲距离、致盲概率两个效能分析指标,给出了概念、计算模型,并进行了理论分析和仿真验证。结果表明,激光干扰机的输出功率越高,光束质量越好,致盲距离就越大;激光干扰机的定位精度越高,致盲概率就越大,从而分析总结出影响激光致盲干扰效果的因素,为激光致盲干扰研究奠定了基础。     

有机聚合物光波导制作工艺综述

有机聚合物光波导光互连已成为实现短距离计算通信设计目标的最佳解决方法。短距离光互连是未来互连方向,综合性能优良的聚合物多模光波导是光互连中的重要组成部分。有机聚合物光波导的制作工艺对光波导的性能具有重要影响,故此对有机聚合物光波导的制作工艺进行了综述,并提出了一些未来的研发方向。     

波导耦合回音壁模式光学微球腔结构耦合特性分析

提出了一种耦合微球和波导系统的有效方法,并在数值和实验上进行了论证.为了研究微球腔和波导系统的耦合特性,首先通过耦合模理论研究了这个系统的2D模型.通过有限时域差分法设计了一个数值仿真系统.在快速傅里叶变换(FFT)处理样本数据后,得到了波长范围从600 nm到1 000 nm的相对强度谱曲线和传输谱曲线.在实验中,采用熔融单模光纤顶端的方法制得了石英材料微球腔.采用热拉技术制得了锥形光纤,用来作为激发微球腔中回音壁模式的波导.测试了这个微球腔-锥形光纤耦合系统,通过优化微球腔与锥形光纤的相对位置得到其品质因数高达2.3×106,耦合效率高达92.5%.这些耦合特性可以很好地用理论结果解释.这些特性表明了其在实际微腔传感和微型激光器中极具潜力.     

全内反射型光波导开关反射特性的分析

本文详细分析了全内反射型光波导开关的反射特性,指出反射模存在位相变化及其相对位相差。数值计算结果表明,反射TE模和反射TM模强度反射率、反射损耗,它们的位相变化及其相对位相差都与光波导开关区介质折射率改变量、损耗以及传播角有密切关系。     

纳米锥SiGe-SOI光波导与光纤的耦合分析

Based on a submicrometer-sized SiGe-SOI waveguide, the coupling loss mechanism is analyzed between the submicrometer-sized SiGe-SOI waveguide and the fiber. The main sources of coupling loss are analyzed, and the mismatch loss of the mode field is the mainly lost during connection between the submicrometer-sized waveguide and the fiber. In order to reduce the mismatch loss of the mode field, the structure ofa nanotaper SiGeSOI waveguide with a nanometer-sized tip is adopted. By reducing the waveguide dimensions to increase the mode field size, coupling loss could be reduced between the waveguide and the fiber. Different mode field dimensions ofnanotaper SiGe-SOI waveguides and fiber are quantitatively analyzed, and the quantitative relationship between nanotaper SiGe-SOI waveguide dimensions and mode field dimensions are obtained. Finally, nanotaper SiGe-SOI waveguides are made, and the test and analysis have been done. The final experimental results accord well with the theoretical analysis. When the waveguide width is 0.5 μm, the minimum coupling loss of the SiGe-SOI waveguide is 0.56 dB/facet, and also the correctness of the design method and theoretical analysis are verified.     

硅基光波导及光波导开关的研究进展

ＳｉＯ２ 光波导、重掺杂光波导、ＳＯＩ光波导、合金光波导及聚合物光波导等低损耗硅基光波导的研究已取得了很大的进展,随着这些波导的硅基光开关不断研制出来,各种光开关结构也不断提出来了。为了解决硅的线性电光系数为零的问题,采用了多种方法,以获得强的线性电光效应,实现高速光开关。文章回顾了近十年来硅基光波导及光开关的研究进展。     

Si基集成光学陀螺中弯曲波导特性研究

给出了Si基集成光学陀螺的光路结构,理论计算了余弦型弯曲波导的弯曲半径和弯曲损耗。仿真分析了弯曲波导的宽度、长度与弯曲损耗的关系,进而设计了集成光学陀螺用"K"形耦合器,并通过R-soft软件进行了仿真分析。搭建了弯曲波导的实验测试装置,分别测试了弯曲波导的传输损耗与光模场,结果表明,波导单位损耗为0.014dB/cm,验证了理论计算结果的正确性。采用光束扫描法测试了弯曲波导的模场,实验结果与理想高斯拟合曲线吻合。     

光波导放大器的研究进展

总结了光波导放大器近年来的研究新进展,介绍了在材料、制作工艺和波导结构方面取得的成果,分析了今后光波导放大器的研究方向。     

平板宽波导谐振腔耦合损失理论研究

计算了平板宽波导谐振腔中ＥＨ１１模的耦合损失，结果表明存在两种特定结构使耦合损失最小。     

SOI矩形光波导定向耦合器的研究

提出一种利用有效折射率方法分析SOI矩形光波导定向耦合器的理论,并且取得了与精确解非常吻合的结果,最后得出了一些有用的结论,对分析和设计光波导定向耦合器有一定指导意义.