离子交换制作0.85μm MMI光功分器的仿真研究

提出了利用离子交换技术制作多模干涉(MMI)型光功分器的设计方法.以1×8MMI光功分器为例,采用导模传输分析法分析了器件基本原理,对离子交换制作波导的折射率分布进行了讨论.针对工作波长为0.85μm的1×8MMI光功分器结构参数进行了设计,对器件输出特性、各项技术指标、离子交换决定的折射率差Δn对器件性能的影响均进行了BPM仿真,结果表明:利用离子交换方法制作MMI型光功分器,设计指标可达到均匀性约0.009dB、平均插入损耗约9.111dB和最大插入损耗约9.116dB,均优于现有器件的指标.     

玻璃基光功分器的小型化设计与制作

为满足光功分器的小型化和高性能化的需求,设计了长度为25 mm的1×16和1×32光功分器.在玻璃基片上利用一次Ag+-Na+离子交换和二次电场辅助离子扩散技术对所设计的光功分器进行了实验制作,并对器件的损耗性能进行测试.测试结果表明:1×16右分支的插入损耗9.87～10.84 dB,附加损耗0.87～1.84dB,均匀性0.97 dB.     

一种基于LTCC的宽带一分三滤波功分器

为实现射频系统中微波器件的宽带化、小型化,设计了一款具有滤波性能的功分器。该滤波功分器创新性地将带通滤波器与一分三功分器级联在一个封装器件中,大大减小了体积且解决了阻抗不匹配问题。其中带通滤波器采用四级半集总结构,加入耦合电容版提高滤波性能,一分三功分器采用LC集总结构,实现了小型化。利用ADS软件进行二维仿真,利用HFSS软件进行三维模型的仿真。本文设计的一分三滤波功分器尺寸仅为3 mm×5.6 mm×1.5 mm,工作频带为1.8～2.2 GHz。仿真后的结果为:插入损耗小于7 dB,回波损耗优于19 dB,隔离度优于17 dB,所设计的滤波功分器满足性能要求,且具有小型化高性能的应用优势。     

基于ADS与HFSS的带状线功分器的设计与实现

阐述了一种新颖的仿真方法用于设计带状线功分器,该方法将ADS与HFSS联合使用,并以一款带状线功分器的设计为例,在较短时间成功制备出工作频率700~2 700 MHz,回波损耗小于-22 dB,插入损耗为3.1 dB(含分配比),带内波动小于0.1 dB,隔离度大于20 dB的高质量带状线功分器。通过比较仿真和测试结果,两者基本一致,这表明该仿真方法可大大提高仿真效率,缩短研发周期。     

K -Na 离子交换1×32光功分器的设计

设计了玻璃基K+-Na+离子交换1×32级联Y分叉光功分器.由于采用了一种新型的器件结构形式,光功分器的长度得以缩短,当输出波导间距为127 μm、波导最小曲率半径为30 mm时,器件总长只有20 mm.为了提高器件的功分均匀性,对波导的泄漏模进行了控制,使一阶泄漏模的损耗速度达到32 dB/cm.为了提高波导与光纤的耦合效率,器件输入输出端进行了光斑尺寸变换,使光纤-波导的耦合损耗降低到0.26 dB.     

一种宽带十六路功率分配器的设计方法

本文讨论了一个倍频程的4-8GHz的十六路功率分配器（简称功分器）的设计方法。采用2节四分之一波长阻抗变换线的带状线结构,利用仿真软件建立模型,把2路功分器作为子模型,引入16路功分器模型,进行优化仿真和调整,得到理想参数值,并进行电路布局,大大的提高了设计效率。功分器封装盒体约165mm×48mm×8mm,体积小、重量轻。在整个频带内插入损耗小于1.4dB,驻波比小于1.5,隔离度达到20.5dB,幅度不平衡度小于0.6dB,相位不平衡度小于5°,满足设计需要。该设计方法适用于倍频程带宽的多路功分器的设计制作,有很好的实用性和推广性。     

基于枝节加载谐振器的双频滤波功分器设计北大核心CSCD

无线通信系统中,滤波器用于滤除带外干扰信号,功分器用于实现将一路信号分成多路信号,二者广泛应用于射频/微波系统的接收之路前端。滤波功分器作为新型功能融合性器件,可以同时实现频率选择和功率分配的功能,并且能显著减小器件尺寸。本文对滤波功分器设计进行了研究,基于枝节加载谐振器设计了两款双频滤波功分器,滤波功分器采用了四个枝节加载谐振器以替代传统Wilkinson功分器的两段四分之一波长传输线,实现了双通带响应。引入了三个传输零点,两个通带内回波损耗都优于20dB,实际插入损耗小于1dB,隔离度优于10dB,仿真结果良好。     

紧凑型高性能L波段Wilikinson三路功分器的设计

提出了一种基于LTCC技术的紧凑型L波段Wilkinson三路功率分配器。对三路功分器进行奇偶模分析,在ADS软件中设计电路,然后在HFSS软件中对该电路进行三维仿真优化。该功分器由LC集总元件组成,以实现更高的隔离度;采用对称结构以降低设计复杂度;使用加载电容和外置电阻以降低元件误差和体积;电阻使用跨接方式以实现低反射损耗。功分器实物测试与仿真结果一致,最终设计的三路功分器尺寸为3.2 mm×1.6 mm×0.89 mm。功分器的中心频率为1250 MHz,带宽为100 MHz,通带插入损耗为4.95～5.05 dB,输入端反射损耗小于-25 dB,端口隔离度小于-25 dB。     

1×3多模干涉型光功分器的研究

本文采用导模传输分析法,在GaAs/GaAlAs单异质结外延材料上设计了1×3MMI（多模干涉）型光功分器。根据所确定的器件结构参数,结合器件设计和制作过程中可能遇到的因素,详细分析了器件中自映像效应多模波导的宽度和长度、输入单模波导的宽度等结构参数对器件性能的影响。本文基于RSoft软件,对所设计的器件结构参量进行了仿真。模拟结果表明,所设计的器件实现了1×3光功分器功能,具有插入损耗低和均匀性好的特点。     

基于槽线的太赫兹同相和反相功分器设计

根据接地共面波导(GCPW)和槽线的结构特点,首先设计并仿真验证了一种由接地共面波导到槽线的功分器;然后根据槽线横截面的电场分布特性,设计了一种GCPW-槽线-GCPW结构的同相功分器和反相功分器。仿真结果表明,同相功分器在175~225 GHz范围内的插入损耗优于4 dB,回波损耗优于9.6 dB;反相功分器在185~215 GHz范围内的插入损耗优于4 dB,回波损耗优于10.5 dB,幅度不平衡度小于0.24 dB,相位不平衡度小于1.3°。相比其他太赫兹功分器,本文设计的功分器在插入损耗和回波损耗相当的情况下,具有更简单、紧凑和易于集成的结构。     

多模干涉型双波长光功分器的设计与研究

研究了一种多模干涉型双波长光功分器,该器件可同时实现1．30μm、1．55μm波长的光信号功率分配。采用导模传输分析法,给出了该光功分器的工作原理,进而完成该功分器的设计。根据所确定的器件结构参数,结合器件制作过程中可能遇到的因素,详细分析了器件结构参数对器件性能的影响。经优化设计的双波长光功分器多模波导的宽度为28μm．长度为2735μm。两波长的插入损耗分别为0．59dB和0．41dB,两波长的功率离散分别为0．16dB和0．15dB。     

光子晶体波导定向耦合光功分器的设计与优化

基于波导定向耦合原理设计了一种全新的光子晶体波导定向耦合光功分器.采用时域有限差分法对这种器件的光波传输特性进行了数值分析,结果表明:本征模色散曲线之间相交;器件的尺寸比传统光功分器更小;入射到光功分器的能量平均分配到输出端,且光波透射率高达95%.这些优异特性对于制造大带宽、高透射率和结构紧凑的光电器件具有极大的应用价值.     

电吸收调制器与半导体光放大器和双波导模斑转换器的单片集成

采用选择区域生长、量子阱混杂和非对称双波导技术制作了电吸收调制器与半导体光放大器和双波导模斑转换器的单片集成器件.器件在波长1.55～1.60μm范围内,3dB带宽大于10GHz,直流消光比为25dB,插入损耗小于0dB,远场发散角为7.3°×18.0°,与单模光纤的耦合效率达3.0dB.     

微型LTCC Wilkinson功率分配器的设计＊

本文提出一种基于LTCC技术的高性能微型Wilkinson功率分配器的设计方法。从Wilkinson功分器的奇偶模阻抗理论出发,将功分器设计转化为在偶模下求解阻抗比为2：1的阻抗变换和在奇模下求解阻抗匹配的问题,采用 LC 阻抗变换节取代传统四分之一波长传输线,减小了功分器体积。通过ADS构建原理图并优化,运用HFSS进行拟合,最后通过LTCC工艺加工制造,实测曲线与HFSS仿真曲线吻合较好,在2.7GHz~3.0GHz的带宽内插入损耗小于3.2dB,隔离度大于20 dB,输入端口反射系数小于-20dB,尺寸仅为3.2mm×1.6mm×0.9 mm。     

新型三等分Wilkinson功分器在高效率功放中的应用

针对一种新型的三路Doherty功率放大器,为满足其对称结构要求,在传统对称结构二等分功分器基础上,结合三路Doherty功放电路尺寸,通过理论计算和采用ADS软件仿真的方法设计了对称结构三等分Wilkinson功分器.其尺寸为19mm× 11 mm,在2.11 ～2.17 GHz内,插入损耗小于0.4dB,输出端口隔...     

4×4区域调制多模干涉耦合器SOI光波导开关的设计

根据区域调制多模干涉耦合器光开关的工作原理,以2×2区域调制多模干涉光开关为基础,采用级联的方式设计了4×4区域调制多模干涉SOI光波导开关.用有限差分二维BPM方法模拟了器件在不同工作状态下的光场传输情况.器件工作波长为1.55μm,在不计耦合损耗时器件的平均插入损耗小于2.0dB/cm.     

硅基光子材料和器件的进展

评述硅基光子材料和器件的进展,包括硅二极管的受激发射、具有量子结构的RCE(谐振腔增进型)光电二极管、MOS高频光调制器、SOI光开关阵列和可调谐波长滤波器,重点介绍低插入损耗、快响应的SOI基热光波导开关阵列的最新结果.以SOI为基片,成功地研制出带有全内反射(TIR)镜的重排无阻塞型光开关阵列,并首次研制出16×16阻塞型光开关阵列.在1.55μm波段,插入损耗和偏振相关性随着器件长度的增加而略微增大.如果器件的末端镀上抗反射膜,插入损耗会降低2～3dB,这些器件的上升和下降时间分别为2.1和2.3μs.     

一种基于微带与槽线过渡结构的超宽带功分器

提出了一种基于微带与槽线过渡结构的超宽带180°型3 dB功分器,采用扇形过渡结构替代传统的圆形过渡结构,拓展了功分器的工作带宽。该功分器仿真和测试结果吻合良好,在3.1~10.6 GHz频带内实现了插入损耗小于1.5 dB,两输出口的幅度误差小于0.8 dB,相位误差小于1°,输入端口反射系数小于-12 dB。     

硅基光子材料和器件的进展

评述硅基光子材料和器件的进展,包括硅二极管的受激发射、具有量子结构的RCE(谐振腔增进型)光电二极管、MOS高频光调制器、SOI光开关阵列和可调谐波长滤波器,重点介绍低插入损耗、快响应的SOI基热光波导开关阵列的最新结果.以SOI为基片,成功地研制出带有全内反射(TIR)镜的重排无阻塞型光开关阵列,并首次研制出16×16阻塞型光开关阵列.在1.55μm波段,插入损耗和偏振相关性随着器件长度的增加而略微增大.如果器件的末端镀上抗反射膜,插入损耗会降低2～3dB,这些器件的上升和下降时间分别为2.1和2.3μs.     

基于混合集成的高增益光接收模块北大核心

针对光载无线通信(RoF)系统对高增益、小型化光接收模块(ROSA)的需求,基于混合集成技术,设计并制作了一种高增益的四通道ROSA器件,尺寸为20.0 mm×14.0 mm×5.9 mm。模块内集成了低噪声放大器(LNA)芯片以提高射频信号增益,建立了射频信号传输电路,并对器件特性进行了仿真分析。经测试,器件的射频信号增益达14 dB,-3 dB带宽为23 GHz,在1550 nm波长的入射光下,器件的响应度为0.81 A/W,相邻信道之间的射频信号串扰小于-40 dB。该模块对于减小RoF系统的体积和功耗具有重要意义。