具有长程传播和亚波长模式局域性的混合双楔形等离子体波导

提出一个混合双楔形等离子体波导, 该波导由两个楔形介质波导和一个菱形金属线组成.电介质楔形波导模式和长程表面等离子体模式的耦合使得该波导可以获得低损耗的传播和超深的亚波长的模式局域性.混合双楔形等离子体波导在得到一个532μm的传播长度的同时可以得到一个2. 9×10-3的超小的归一化模式面积或者在得到一个6. 2×10-3的归一化模式面积的同时可以得到一个3 028μm的超长的传播距离.此外, 还研究了制作过程中可能存在的误差对该波导模式性质的影响.计算结果表明, 该混合双楔形等离子体波导具有一定的制作容差性.     

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。     

基于稀释波导的InP衬底上高耦合效率、低偏振敏感度1.55μm波长光纤-波导耦合器

研究了一种用于边入射型探测器的InP基高效光纤-波导耦合器.它由10个周期的未掺杂120nm InP/80nm InGaAsP(1.05μm带隙)多层膜组成的稀释波导构成.采用半矢量三维束传播(BPM)方法以及中心差分格式,模拟了不同条件下的光纤-波导耦合效率,从而得到了最优耦合条件.对于TE偏振和TM偏振模,计算所得到的最高耦合效率分别为94%和92%.同时,计算表明,此类基于稀释波导的光纤-波导耦合器具有高偏振不敏感性,偏振敏感度低于0.1dB.     

具有长程传播和亚波长模式局域性的混合双楔形等离子体波导（英文）

提出一个混合双楔形等离子体波导,该波导由两个楔形介质波导和一个菱形金属线组成.电介质楔形波导模式和长程表面等离子体模式的耦合使得该波导可以获得低损耗的传播和超深的亚波长的模式局域性.混合双楔形等离子体波导在得到一个532μm的传播长度的同时可以得到一个2. 9×10~(-3)的超小的归一化模式面积或者在得到一个6. 2×10~(-3)的归一化模式面积的同时可以得到一个3 028μm的超长的传播距离.此外,还研究了制作过程中可能存在的误差对该波导模式性质的影响.计算结果表明,该混合双楔形等离子体波导具有一定的制作容差性.     

平面光波导与光纤的低损耗耦合

文章提出一种新型的波导结构,该结构通过改变波导芯在宽度和长度方向的截面形状和大小,借此来改变波导中光束的模场分布,有效地降低了波导与光纤间的耦合损耗,提高了产品性能。此外,该波导结构生产制造相对简单,易于大规模生产。     

含随机介质的光子晶体波导特性

提出了一种光子晶体波导与随机介质相结合的特殊型波导的设计方法。基于光子晶体波导模型,建立了ZnO随机介质作为线缺陷的光子晶体波导模型,采用时域有限差分(FDTD)法分析了ZnO随机介质的加入对光子晶体波导系统的频率特性、时域特性及增益特性的影响,并且与纯随机介质系统和含有线缺陷的光子晶体波导系统进行对比。分析结果表明,当在光子晶体波导的缺陷层引入ZnO随机介质时,随机介质使得光在缺陷处振荡并得到放大,局域化程度比纯随机介质系统和纯光子晶体波导系统更高;且光与随机介质的相互作用使得光在波导中时间延长,激光阈值降低。这种光子晶体波导可用于制备可嵌入到集成光路领域和低阈值的微型激光器。     

基于稀释波导的InP衬底上高耦合效率、低偏振敏感度1.55μm波长光纤-波导耦合器

研究了一种用于边入射型探测器的InP基高效光纤-波导耦合器.它由10个周期的未掺杂120nm InP/80nm InGaAsP(1.05μm带隙)多层膜组成的稀释波导构成.采用半矢量三维束传播(BPM)方法以及中心差分格式,模拟了不同条件下的光纤-波导耦合效率,从而得到了最优耦合条件.对于TE偏振和TM偏振模,计算所得到的最高耦合效率分别为94%和92%.同时,计算表明,此类基于稀释波导的光纤-波导耦合器具有高偏振不敏感性,偏振敏感度低于0.1dB.     

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.     

SOI亚微米波导光栅的设计与制作

报道了SOI基亚微米小尺寸波导光栅器件的设计、制作与测试结果。提出了波导与光栅同步制作的方案,避免了套刻,节约了成本。实验中采用电子束光刻(EBL)、感应耦合等离子体(ICP)刻蚀等先进半导体工艺技术,结合图形补偿等技术手段,完成了亚微米波导光栅的制作。光栅周期为350nm,占空比16∶19。采用该光栅做反射镜,制作了法布里-珀罗(F-P)谐振腔,经测试得到了与模拟相吻合的结果,峰谷比达到11dB。     

具有谐振腔的弯折光子晶体波导特性研究

为了研究基于光子晶体波导的高性能滤波器,采用调节谐振腔结构和优化耦合结构等方法,基于耦合模理论,在正方格光子晶体中设计了3种光子晶体弯折波导,并进行了理论分析和仿真验证,利用时域有限差分法取得了3种波导在S波段及C波段上的工作特性数据。结果表明,3种波导在不同波段表现出良好的带阻或带通特性,且其结构截止传输波长和通带传输波长随整体介质柱相对介电常数增加向长波方向移动,介电常数ε_r每增加0.3,截止传输波长和通带传输波长均增加6nm左右。这一结果对微型光传感器、微型光通信器件、集成光路等方面的设计都是有帮助的。     

二氧化硅平面光波导器件的研究进展

二氧化硅平面光波导(PLC)器件以其低损耗、高工艺容差,以及与CMOS工艺兼容和与单模光纤模场匹配良好等优点,在光通信、光互连和集成光学中得到了广泛的应用.文章综述了二氧化硅平面光波导器件及其应用的进展,重点针对分束器、阵列波导光栅、可调光衰减器及其集成器件的最新研究进行了介绍,对未来发展趋势进行了展望.     

Behavioral Modeling and Simulation of Optical Integrated Devices

In order to develop and manufacture optical integrated circuits, a common environment for integrated photonic and optronic design is required. In this paper, we show that it is possible to use VHDL-AMS to model optical integrated devices, and that sufficient accuracy can be achieved while retaining simulation times compatible with system-level design. Models of parallel waveguides and Y-couplers are given and microring resonators are studied. Finite-elements methods have been used in order to validate the established models.     

城域传送网引入PIC技术的可行性探讨

本文对PIC技术进行了介绍,和WDM、OTN技术做了对比分析,并结合移动城域传送网的特点,对PIC技术的定位、应用场景做了分析和探讨.此外,结合目前该技术的发展,提出引入PIC技术需要解决的一些问题.     

基片集成波导定向耦合器的仿真与实验研究

基片集成波导(SIW)是一种新型的高Q值、低损耗集成导波结构,易于设计和加工,可以广泛应用于微波毫米波集成电路中。由于与传统矩形波导的相似性,很多设计概念可以借用,比如波导功分器、滤波器、天线等。在本文中,我们用这种导波结构实现了两种定向耦合器,其结构紧凑,实验结果与仿真结果吻合。     

基于集成光子储备池的时间序列任务预测 (特邀)

光子储备池因其反馈连接的拓扑结构,在时间序列任务中展现出巨大潜力,主要形式包括延时型、波导型、空间光型和空腔型储备池。其中,波导型集成光子储备池具有并行输入和高集成度的特点,在时间序列二进制任务中表现突出。然而,针对更复杂的模拟数值预测任务,传统方法下的单个集成光子储备池因物理节点数量有限,导致计算性能不足。为解决这一问题,提出了一种32节点梅花形光子储备池芯片,外围节点作为输入输出节点,各输入节点通过强度调制引入非线性效应,接收不同的调制信号,各输出节点基于历史数据,采用向量自回归算法进行训练,从而实现更高效且精确的时间序列预测任务。研究结果表明：通过优化输入策略、芯片设计和训练算法,32节点集成光子储备池相较于传统延时型光子储备池,在预测任务中的RMSE和NMSE指标分别提升了两个和一个数量级,使波导型集成光子储备池在时间序列预测任务中成为有力竞争方法。     

SOI基光子晶体光波导

光子晶体光波导由于其优越的光子局域化性能,因此可以实现任意的弯曲,从而大大减小了集成光路的体积.特别是以SOI材料为基础的光子晶体光波导以其小型化、低损耗的优势而备受人们的关注.介绍了几种类型的SOI基光子晶体光波导,并探索了其潜在的应用前景.     

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。     

量子阱混合(QWI)及其在光子集成电路(PIC’s)中的应用

综述近二十年来国际上对光电子材料超晶格量子阱生长后 ,为改变局部量子阱原有带隙而采用的各种量子阱混合无序方法。介绍了各种方法的技术特点、优缺点及它们在光子集成电路中的应用。