SOI基微环谐振可调谐滤波器

采用电子束光刻和ICP刻蚀等工艺制作出基于SOI纳米线波导微环谐振滤波器。滤波器微环半径为5μm左右,波导截面尺寸为(350nm～500nm)220nm不等。测试结果表明,波导宽度为450nm时器件性能最为理想,其自由频谱宽度为16.8nm,1.55μm波长附近的消光比为22.1dB。通过对微环滤波器进行热光调制,在21.4℃～60℃温度范围内实现了4.8nm波长范围的可调谐滤波特性,热光调谐效率达到0.12nm /℃。同时,研究了基于单环和双环的多通道上下载滤波器,实验结果表明多通道滤波器的信号传输存在串扰,主要是不同信道之间的串扰,尤其在信号上载时,会在相邻信道产生较大串扰。     

基于微环谐振器的超紧凑滤波器设计

为了提高硅基光子器件的集成度,文章设计了一种超紧凑微环谐振滤波器。根据光波导理论,推导出滤波器的传递函数,仿真得到滤波器的频谱特性。结果表明,微环半径为0.63μm,直波导宽度为0.25μm,环形波导宽度为0.3μm时,滤波器自由光谱范围为170 nm,插入损耗为1.5 dB,半峰全宽为5 nm,上述性能完全满足波分复用系统对滤波器的要求。     

聚合物双环谐振滤波器的研究

设计了一种基于多模干涉(MMI)耦合输入/输出结构的跑道型双微环串联谐振滤波器,并采用紫外光敏聚合物材料SU-8作波导芯层,聚合物CYTOP为下包层,在硅基底上完成了器件的制备.器件的波导端面尺寸为2 μm×1 μm,与设计值相符,扫描电镜显示所制备的器件波导侧壁陡直度较高.直波导传输损耗的测试结果表明,在1550 nm波长,直波导传输损耗约为2.0 dB/cm.测试并获得了多模干涉结构和器件的通光及输出光谱图\.测试结果表明,MMI结构在较宽的波长范围内实现了接近50∶50的功分比,微环谐振滤波器的通光性能良好,实现了滤波功能,器件的自由光谱区FSR实际值约为0.94 nm,与设计参数值很接近.研究结果表明采用聚合物SU-8制备小波导尺寸微环谐振器的器件简便可行.     

基于微环谐振器的超紧凑微波光子滤波器的设计

设计了一个基于硅基微环的超紧凑的微波光子滤波器,用以提高硅基微波光子器件的集成密度及增大其自由光谱范围。根据波导光学的耦合模理论,推导出双环并联谐振器的光强传递函数,并通过仿真得到了微波光子滤波器的输出特性。结果表明:当微环半径为0.79 m时,谐振器中直波导宽度为0.3 m,环形波导宽度为0.25 m,滤波器的自由光谱范围为140 nm,插入损耗为0.5 dB,半峰全宽为7 nm,此滤波器的性能完全满足粗波分复用系统的要求。     

高品质因子聚合物可重构微环谐振腔滤波器

以聚合物ZPU-44和聚砜(PSU,polysulfone risi n)分别作为波导包层和芯层材料,采用倒脊形波导结构,设计并 优化了聚合物可重构微环谐振腔滤波器的波导截面参数、弯曲半径、耦合区波导长度和间距 以及调谐电极 等结构参数,分析了其谐振滤波特性。采用传统的微加工工艺制备了聚合物可重构微环谐振 腔滤波器并进 行了测试。结果表明,其在通信波段1550nm附 近的自由光谱范围(FSR)为0.15nm,3dB带宽约为0.0235nm, 品质因子Q达6.60×10⁴,在0~ 4V电压范围内实现了0.5~12.95dB消光比的调谐,且 谐振波长调谐一 个FSR的电压为4.75V,与理论设计基本 相 符。本文的聚合物可重构微环谐振腔滤波器可用于集成波导可调谐光延时线和可调谐滤波。     

可调谐氮化硅波导微环谐振腔滤波器研究

设计并制备了一种基于热光效应的集成可调谐氮化 硅(Si₃N₄)波导微环谐振腔滤波器,通过采用马赫-曾德干涉仪(MZI)构成的可调谐 耦合器控制耦合区耦合比,以实现滤波器消光比的调谐。设计并优化了微环谐振 腔的波导截面尺寸、弯曲半径和耦合区波导间隔等参数,并通过光刻、反应离子刻蚀(RIE )等工艺制备 了两种不同弯曲半径的Si₃N₄波导微环谐振腔。实验结果表明,本文器件在波长1550nm附近处的自由光谱 范围(FSR)为68pm,3dB带宽约为16pm,品质因子Q达到了9.68×10 4,消光比可调范围约为17dB。     

超小绝缘硅微环陷波滤波器特性分析

设计了基于SOI结构的超小微环陷波滤波器,该滤波器便于集成且可实现深度陷波。根据对全通结构微环谐振腔的传输特性分析得知,为得到好的陷波特性就必须增加波导间的耦合强度。在相同半径的全通微环谐振环结构中,耦合系数主要与3个参数(波导宽度、间距以及耦合区域的长度)有关。通过理论计算及仿真分析,对以上3个参数对陷波滤波器输出光谱响应的影响进行了讨论。实验结果表明,陷波滤波器越接近临界耦合条件(r=a)时,消光比越高。此时,消光比达36 dB以上,滤波器的FSR约为72 nm。     

可调微型环阵列加强马赫-曾德尔滤波性能分析

提出并分析了一种将微型环谐振腔阵列耦合集成在马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的一臂上实现的集成波导型滤波器结构。利用微型环阵列可在MZI的谱特性上引入多个零点和极点,从而对输出频谱进行优化,使其在中心波长1550nm处具有矩形系数为0．4的门状响应,并且保持比较大的自由谱宽(28nm)。使用新型电光聚合物作为波导材料可以对器件进行快速调谐,在折射率变化0．001时中心波长调谐1nm。     

三阶聚合物波导布拉格光栅的设计与制备

利用紫外固化聚合物材料ZPU46和ZPU44分别作为 芯层和包层材料,设计并制备了中心波长在 1550nm附近的三阶聚合物波导布拉格光栅(WBG )滤波器。采用接触式光刻和反应离子刻蚀(RIE)等传统微加工工艺, 在高为4μm的单模矩形波导表面制备周期为1.6μm、高为 680nm的皱褶型光栅结构。实验测得截面 尺寸为4μm×4.2μm和5μm×4.2μm) 的三阶聚合物WBG的谐振波长分 别为1549550.5nm,边模抑制比分别为 19dB,3dB带宽分别为0.4nm和0.6nm,插入损耗为－7d B,与理论设计结果符合较好。     

基于SOI的高Q微环谐振腔的研究

利用时域有限差分法,对基于绝缘体上硅(SOD的微环谐振腔的微环波导宽度对传输性能、Q值的影响进行了理论分析与仿真.研究结果表明,单模条件下,波导越宽,Q值越大.仿真优化结果表明微环半径为10μm、微环波导宽度为600 nm时,1.55 μm附近的谐振峰的消光比为18.2 dB,计算出Q值约为2.2×105.进一步研究了微环与直波导间距、平板高度对Q值的影响.耦合间距增大时,由于耦合效率降低,Q值则逐渐提高;随着平板区厚度的减小,辐射损耗会越小,因此Q值增大.研究结果为微环谐振腔的进一步优化和设计提供了参考.     

高频CO2激光脉冲写入PCF-LPFG传感特性研究

采用高频CO2激光技术在柚子型光子晶体光纤(PCF)上写入长周期光纤光栅(LPFG),并对其温度、应变和弯曲特性进行了实验研究。实验测得,PCF-LPFG谐振波长的温度和应变灵敏度分别为0.002nm/℃和0.001 8nm/με,谐振峰损耗值对温度和应变不敏感。由于高频CO2激光写入为单侧写入,导致PCF-LPFG透射谱的弯曲特性与方向和曲率直接相关。选择弯曲灵敏度较大的方向进行了弯曲测试,测得在一定的曲率范围内,PCF-LPFG的谐振波长及谐振峰损耗值的灵敏度分别为-5.45nm/m-1和3.32dB/m-1。基于PCF-LPFG的透射谱温度不敏感特性,本文为制作不受温度影响的应变和弯曲传感器提供了新的方法。     

一种新的四波混频全光波长变换实验研究

优化设计半导体光纤环形激光器产生波长连续可调谐窄线宽的激光输出,可调谐范围为４０ｎｍ。利用半导体光放大器的非线性效应四波混频,实现了码速为２．５Ｇｂｉｔ／ｓＳＤＨ信号光的波长变换,向上变换８．２４ｎｍ,向下变换１９．４９ｎｍ。在实验中不需要外加泵浦光源。     

基于反射光谱的单层抗反射膜的非在位膜厚精确控制

提出一种基于反射光谱分析的非在位膜厚控制技术,首先利用椭圆偏振光谱仪确定波长300～1 700 nm范围内的薄膜折射率,由此确定对应于特定波长(如1 550 nm)的最佳抗反射(AR)镀膜沉积条件。然后计算最佳AR镀膜厚度所对应的反射谱,得到相应的CIE标准色谱坐标。通过对比实测镀膜颜色和计算得到的最佳颜色,可以实现小尺寸器件端面上AR镀膜厚度的优化控制。利用这一方法,由等离子体增强化学气相沉积(PECVD)制备的SiNx单层AR镀膜,获得了4.4×10-4的反射率。     

基于镀铜长周期FBG的波长可调谐环形光纤激光器

将采用化学镀铜膜技术封装的长周期光纤光栅（LPFG）串人环形腔中,设计了一种新颖的波长可调谐掺Er3＋光纤激光器（EDFL）。铜镀膜（化学涂镀）的LPFG在激光器环腔中用作带阻滤波器,利用恒电流源调节LPFG所处温度场,影响LPFG透射谱,改变激光器环形腔增益最高点,实现输出激光波长的可调谐。在LPFG环境温度调谐20...     

Photonic crystal fiber with novel dispersion properties

Our recent research on designing microstruc-tured fiber with novel dispersion properties is reported in this paper. Two kinds ofphotonic crystal fibers (PCFs) are introduced first. One is the highly nonlinear PCF with broadband nearly zero flatten dispersion. With introducing the germanium-doped (Ge-doped) core into highly non-linear PCF and optimizing the diameters of the first two inner rings of air holes, a new structure of highly non-linear PCF was designed with the nonlinear coefficient up to 47 W-1·km-1 at the wavelength 1.55 μm and nearly zero flattened dispersion of ±0.5 ps/(km·nm) in telecom-munication window (1460-1625nm). Another is the highly negative PCF with a ring of fluorin-doped (F-doped) rods to form its outer ring core while pure silica rods to form its inner core. The peak dispersion - 1064 ps/(km·nm) in 8 nm full width at half maximum (FWHM) wavelength range and -365ps/(km·nm) in 20nm (FWHM) wavelength range can be reached by adjusting the structure parameters. Then, our recent research on the fabrication of PCFs is reported. Effects of draw parameters such as drawing temperature, feed speed, and furnace temperature on the geometry of the final photonic crystal fiber are investigated.     

双信道解复用长周期光纤光栅的实验研究

长周期光纤光栅是近几年出现的一种波长选择滤波器件。利用其波长选择损耗特性,提出将之用于1310nm/1550nm波分复用系统的解复用。采用电弧熔融刻槽的方法,制备了长周期光纤光栅。并通过控制电弧放电过程和光栅的周期长短及周期数,得到了较为理想的谱特性。结果显示,其通道插入损耗能够小于0.5dB,20dB损耗阻带带宽可达15nm,信道隔离度估计约25dB。     

Numerical Simulation on Broad-band Er-doped Superfluorescent Fiber Source Filter Using Long Period Chirped Fiber Grating

Given is an analysis of broad-band Er-doped superfluorescent fiber source（EDSFS） filter using long period chirped fiber grating by transmission matrix method. For our EDSFS attenuated amplitude demand and the flattened wavelength range demand, proposed are the key factors of designing such filters of high performances. The simulation result demonstrates that such type filters have an enough attenuation to flatten the dramatic increase in output amplified spontaneous emission（ASE） in the wavelength range of 1 529 nm～ 1 535 nm by choosing conformable fiber filter parameters such as chirped degree, original period, induced index change, length of the fiber filter, and then broad-band EDSFS could be achieved.     

Tunable wavelength converters of picosecond pulses based on periodically poled LiNbO3 waveguides

A tunable wavelength conversion between picosecond pulses is experimentally demonstrated by using cascaded sum- and difference-frequency generation (cSFG/DFG) in a periodically poled LiNbO3 (PPLN)waveguide. The pulsed signal with 40 GHz repetition rate and 1.57 ps pulse width is adopted. When the input signal and the first control wavelengths are kept at 1554.2 and 1532.5 nm, respectively, the output signal wavelength can be tuned from 1536.0 to 1545.2 nm as the second control wavelength varies from 1550.5 to 1541.0 nm. By varying the first control wavelength to satisfy the quasi-phase matching (QPM) condition for sum-frequency generation (SFG) and simultaneously adjusting the second control wavelength, the tunable output signal wavelength can also be obtained when the input signal wavelength is changed. In the experiment,the amplified spontaneous emission (ASE) noise from the erbium-doped fiber amplifier (EDFA) is effectively suppressed by employing two narrow band tunable filters. Therefore, the wavelength down- and up-conversions are simultaneously observed.     

Dispersion-flattened Bragg photonic crystal fiber for large capacity optical communication system

A novelty dispersion ultra-flattened Bragg photonic crystal fiber (PCF) has been fabricated in this paper.The fiber is composed of compound cores and periodical claddings with 11 coaxial rings.It has flattened dispersion of 8.54±1.3 ps-(nm· km)-1 in the communication wavelength range of 1460-1625 nm.Its dispersion slope alters from -0.0428 to 0.0392ps·nm-2·km-1.The low attenuation of 0.52 dB/km and low bending loss of 0.09 dB at 1550 nm of the fiber are also achieved.The Bragg PCF has enormously potential application in the fields of dense wavelength division multiplexing systems because of its superior dispersion properties and easy splicing performances.