8通道-1.6nm Si纳米线阵列波导光栅的设计与制作

设计了基于绝缘层上硅(SOI)材料的8通道Si纳米线阵列波导光栅(AWG),器件的通道间隔为1.6nm,面积为420μm×130μm。利用传输函数法模拟了器件传输谱,结果表明,器件的通道间隔为1.6nm,通道间串扰为17dB。给出了结合电子束光刻(EBL)和感应耦合等离子(ICP)刻蚀技术制备器件的详细流程。光谱测试结果分析表明,器件通道间隔为1.3～1.6nm,通道串扰为3dB,中心通道损耗为11.6dB。     

离子刻蚀工艺对聚合物阵列波导光栅理论模拟的影响

选用五氟苯乙烯与甲基丙烯酸环氧丙酯(PFS-co-GMA)的共聚物作为波导材料,运用铝掩膜结合反应离子刻蚀(RIE)技术的方法,设计并制备了阵列波导光栅(AWG)波分复用器件。在制备过程中,由于侧向的刻蚀作用难以得到规则的矩形截面,得到的是梯型截面。针对该工艺水平和梯形截面波导的特点,提出了梯形截面波导等效能流分析方法。实验测试和分析结果表明:初始设计AWG器件的中心波长为1550.918nm,制作的器件实际中心波长为1550.826nm,传输光谱的漂移为0.092nm。而等效能流分析方法得到的AWG器件的中心波长为1550.872nm,传输光谱的漂移为0.046nm。该方法与实验测试结果吻合得更好。     

Si纳米线阵列波导光栅制备

采用绝缘层上Si(SOI)材料设计制备了3×5纳米线阵列波导光栅(AWG),器件大小为110μm×100μm。利用简单传输法模拟了器件的传输谱,并采用二维时域有限差分(FDTD)模拟中心通道输出光场的稳态分布,模拟结果表明,器件的通道间隔为11 nm,通道间的串扰为18 dB。通过电子束曝光(EBL)和感应耦合等离子(ICP)刻蚀制备了所设计的器件,光输出谱测试分析表明,器件中心通道的片上损耗为9 dB,通道间隔为8.36～10.40 nm,中心输出通道的串扰为6 dB。在误差允许范围内,设计和测试的结果一致。     

用阵列波导光栅实现光纤传感器的复用

阵列波导光栅(AWG)是密集波分复用(DWDM)光网络中的关键器件,具有滤波特性好、性能稳定、串扰小的优点.介绍了AWG的结构和原理,在此基础上提出了用AWG实现光纤法布里珀罗(F P)传感器复用的方案.可调谐激光器和AWG的联合使用实现了时分复用和波分复用,系统的复用能力决定于可调谐光源的带宽、AWG的通道数和自由频谱范围.采用传统的强度法对传感器进行解调,解调结构简单,容易实现,传感器间无串扰.     

基于Si纳米线AWG的超紧凑单纤三向滤波器设计

采用绝缘层上Si(SOI)纳米线阵列波导光栅(AWG)结构设计了超紧凑光纤到户(FTTH)单纤三向滤波器。二维时域有限差分(2D-FDTD)模拟输出光场表明,3个波长光信号输出光场清晰,实现了1490 nm和1550nm下行波长的解复用和1310 nm波长的上传复用功能;进一步的输出功率模拟表明,当各波长信号输入功率为1 mW时,1490 nm端口输出功率为0.49 mW,1550 nm端口输出功率为0.49 mW,1310 nm上传信号功率为0.55 mW,相应的插入损耗分别约为-3.1、-3.1和-2.6 dB。各端口的串扰光功率可被抑制到-25.2 dBm以下,相应的串扰小于-22.6 dB。采用电子束(EB)光刻结合诱导耦合等离子干法(ICP-RIE)刻蚀,制备出了Si纳米线单纤三向滤波器,经红外CCD成像观察到器件具有3个波长的分波功能。     

光波导可调波分复用器

在 LiNbO_3上制作的光波导开关器件,可以通过适当的器件参数值使之成为复用波长连续可调的波分复用器.我们对这种器件进行了实验研究,并制成了2×2端口的 BOA 结构的波分复用器件.其测试结果为:复用波长间隔43nm,电压对复用中心波长的调节度3nm/V,最低串话比—26dB,插入损耗—7dB.     

基于光滤波器的光时分复用光谱压缩技术实验

提出了解复用窗口匹配滤波器的概念,分析了利用光带通滤波器提高光时分复用(OTDM)频谱效率的光谱压缩技术。基于自制的40Gb/sOTDM复用器,采用电吸收调制器(EAM)及时钟提取模块组成的反馈环路解复用模块,以阵列波导光栅(AWG)作为电吸收采样窗口(EASW)的匹配滤波器对4×10Gbit/sOTDM信号进行光谱压缩,实现了无误码传输100km及传输后的解复用。实验结果表明,AWG的使用使得OTDM信号的频谱效率提高至4倍。     

硫系玻璃狭缝波导微环的模拟分析

硫系玻璃材料在中红外波段具有高的透过率,成为制备中红外光波导光学传感器的首选材料。为了提高光与待测物的作用,减小器件体积,优化设计并分析了硫系玻璃狭缝光波导微环器件。通过COMSOL软件对狭缝波导进行了建模,为了减小高折射率衬底的影响、减小电极材料对红外光的吸收并避免共振吸收,优化了下缓冲层厚度、上缓冲层厚度、电极厚度。采用优化的狭缝波导结构,设计了圆形和跑道型硫系玻璃狭缝波导微环谐振器,优化了微环谐振器半径,分析了品质因数、自由光谱区、以及谐振光场分布等性能参数。分析结果显示,圆形微环谐振器具有更高的品质因数(28452),谐振峰更加尖锐,对光的选择性更好;而跑道型微环谐振器的自由光谱区更小(6.2nm),用电极调节谐振峰的波长时,谐振峰更容易和气体的吸收峰对齐,更适合于红外气体检测。     

铌酸锂电光长周期波导光栅

该文对用铌酸锂制作电光长周期波导光栅的研究进展进行了综述.讨论了用铌酸锂制作长周期光栅的难点,介绍了解决此难点所用的特殊铌酸锂波导的制作原理和方法,再重点论述了对铌酸锂电光长周期波导光栅的研究,包括包层模阶数、铌酸锂波导的结构参数对光栅性能的影响以及光栅的谐振波长的温度灵敏度.研究表明铌酸锂长周期波导光栅的强度和谐振波长可分别由电压和温度调控,使该器件能进一步开发成为新型高速动态光滤波器或调制器.目前在最佳样品中实现25 dB光栅强度调控所需的驱动电压不超过49 V,其谐振波长的温度灵敏度为-1.0 nm/C.     

光波导可调波分复用器

在ＬｉＮｂＯ３上制作的光导开关器件，可以通过适当的器件参数值使之成为复用波长连续可调的波分复用器。我们对这种器件进行了实验研究，并制成２×２端口的ＢＯＡ结构的波分复用器件，其测试结果为：复用波长间隔４３ｎｍ，电压对复用中心波长的调节度３ｎｍ／Ｖ，最低串话比－２６ｄＢ，插入损耗－７ｄＢ。     

Fluorinated polymer with high thermal stability for fabrication of 32-channel arrayed waveguide grating multiplexer on silicon

A cross-linkable fluorinated poly （ether ether ketone） （FPEEK） was synthesized for the fabrication of arrayed waveguide grating （AWG） multiplexer. The results of thermal gravimetric analysis （TGA） and near-infrared absorption spectrum show that the materials have high thermal stability and high optical transparency in the infrared communication region. The refractive index of FPEEK can be controlled easily by changing the fluorine content of the materials. The 32-channel AWG multiplexer is fabricated using the FPEEK and oxygen reactive ion etching technology. The AWG multiplexer exhibits that the insertion loss is from 12.8 to 17.8 dB and the channel crosstalk is less than -20 dB. The wavelength channel spacing and the center wavelength are 0.8 nm and 1 548 nm, respectively.     

两种新型双脊波导传输特性的研究

为了寻找最佳传输特性的对称双脊波导结构,提出了三角形和倒梯形两种新型对称双脊波导．应用有限元分析方法计算了这两种新型对称双脊波导TE模式的传输特性,即截止波长和单模带宽．分析传输特性随对称脊波导结构尺寸的变化关系曲线,得到脊间距越小,单模带宽越高,且单模带宽最大达8.0173;倒梯形对称双脊波导的截止波长较同尺寸矩形、三角形和梯形大,最大达9.5．这些结果将为脊波导器件的小型化提供指导．绘出的主模与第一个高次模的场结构图表明,在三角形对称双脊波导的顶点处场强变化最大,能量损失大．     

角度调谐对直接探测多普勒测风激光雷达的影响

理论上推导出F-P标准具的透过光强与入射光角度以及其发散角之间的关系式。利用该式仿真计算了入射角、激光束散角、激光线宽和标准具步进角度对测风误差的影响。计算表明,在基于气溶胶散射的直接探测多普勒测风激光雷达系统中,当系统分辨率为2×106时,F-P标准具孔径至少为8cm;在正入射附近,当激光的发散角小于150µrad,激光入射角每改变10µrad,F-P标准具透射谱中心就会移动1MHz,即对于1064nm波长,测量误差为0.5m/s。     

各向同性有机聚合物平板光波导研究

本文介绍了旋转涂覆法制备各向同性有机聚合物平板光波导，并对波导的模式特性参数进行了测试及理论计算。     

山字脊波导传输特性分析

运用有限差分法在Matlab环境中分析了山字脊波导传输特性,给出了山字脊波导的主模截止波长、单模带宽和场结构,发现山字脊波导可以进一步实现波导小型化.     

1.7μm波段全光纤掺铥宽带光源实验研究

设计并实验实现了一种结构简单的1.7μm波段全光纤宽带光源.采用传统的线型腔结构,利用1565nm高功率半导体激光器泵浦一段单模掺铥光纤,获得了中心波长为1833nm的自发辐射光谱.由于色散补偿光纤在大于1.7μm波段有较大损耗,在腔内接入该光纤使自发辐射光谱的中心波长移动到1.7μm波段.其中,泵浦源由1565nm半导体激光器和最高输出功率33dBm的铒镱共掺放大器组成.通过优化色散补偿光纤和掺铥光纤的长度,获得了宽带光源,其中心波长在1744nm,5dB谱宽87nm.为1.7μm光纤光源设计及研制提供参考.     

软X射线波段透射光栅检测系统

目前,透射光栅被广泛地应用于软X射线波段光谱测量当中。但由于在软X射线波段几乎所有材料都有非常明显的吸收,因此利用传统方法很难在该波段对透射光栅进行检测。为了检测透射光栅在软X射线波段的光谱分辨本领,我们基于掠入射理论,采用凹面反射光栅单色仪配X射线CCD相机组成一套软X射线波段透射光栅检测装置。首先利用He空心阴极光源的30.38nm、53.70nm和58.43nm三条线谱对透射光栅检测系统进行波长标定。然后更换激光等离子体光源,测量并得到了金自支撑式透射光栅在6.67nm和9.10nm两个波长位置上一级衍射位置和一级衍射光谱线宽度,利用半宽度法计算并得出在以上两个波长位置时被测透射光栅一级谱所能分辨的最小波长差为2.38nm和2.05nm。实验结果表明该投射光栅检测系统完全可以应用于软X射线波段透射光栅检测工作当中。     

聚酰亚胺薄膜的光致发光研究

用光致发光测量装置和紫外—可见分光光度计测量了聚酰亚胺薄膜的发光强度、发光光谱和吸收光谱,研究了聚酰亚胺的光致发光性能.结果表明：聚酰亚胺的光致发光强度随测量时间呈指数衰减规律,发光光谱由荧光区、磷光区和红光及红外三个区域组成,其中700 nm附近的峰带相对较强.辐照时间增加,发光强度衰减减慢,发光峰带向长波方向移动.吸收带的最大吸收波长发生红移,由吸收边算得其光能隙约为2.76 eV.