多模干涉耦合器重叠成像特性分析

根据多模干涉(MMI)耦合器的自映像原理,研究了输入场位置、位置数对重叠成像个数和成像位置的影响,总结出重叠成像规律,给出了重叠成像位置和成像个数的有关计算公式。用导模传输分析法验证了计算公式和重叠成像规律的正确性。     

位置数为2的多模干涉耦合器相位关系分析

根据多模干涉耦合器的自映像原理,分析了位置数为2的多模干涉耦合器相位关系.相位关系与输入场位置有关,得出位置数为2的多模干涉耦合器相位关系表达式.用导模传输分析法验证了相位表达式的正确性,为一维和二维限制的多模干涉耦合器的设计提供了理论基础.     

多模干涉耦合器及其在光通信系统中的应用

文章概述了多模干涉耦合器的结构、工作原理和目前常用的分析方法,重点阐述了多模干涉耦合器的光传输特性.最后,详细介绍了多模干涉耦合器在光纤通信系统的多种用途.     

一种紧缩型的SOI 3-dB多模干涉耦合器

采用线锥形结构,在silicon-on-insulator (SOI)材料上设计并实现了一种新的紧缩型3-dB多模干涉耦合器(MMI).与普通的矩形结构3-dB MMI耦合器相比,该器件长度减少了40%.耦合器输出均衡度为1.3dB,过剩损耗为2.5dB.     

多模干涉耦合器中光传输特性的分析与模拟

本文采用导模传输分析法分析多模波导的传输特性,模拟多模波导横向场分布,得到了多模波导3种干涉单像和多像位置的表达式,为多模干涉耦合器的参数设计提供了有利的手段。     

硅基槽波导级联多模干涉耦合器型偏振分束器

提出了一种基于硅基槽波导的级联多模干涉(MMI)耦合器型偏振分束器,由锥形及矩形结构MMI耦合器构成.级联结构使器件长度无需为两偏振模自镜像长度的公倍数,不仅能有效减小器件尺寸,而且提高设计灵活性.同时,利用槽波导的高双折射特性及MMI耦合器的锥形结构,可进一步缩短器件尺寸.分析结果表明,所提器件能够有效实现偏振束分离,两级MMI工作区总长度仅为42μm,准TE与准TM模的偏振消光比分别为29.8和31.4d B,1.55μm波长下的插入损耗分别为0.395和0.699 d B,偏振消光比大于20 d B时光带宽为43 nm,覆盖整个C波段.最后,详细分析了器件关键参数的制造误差对器件性能的影响.     

一种紧缩型的SOI3- d B多模干涉耦合器

采用线锥形结构 ,在 silicon- on- insulator(SOI)材料上设计并实现了一种新的紧缩型 3- d B多模干涉耦合器(MMI) .与普通的矩形结构 3- d B MMI耦合器相比 ,该器件长度减少了 4 0 % .耦合器输出均衡度为 1.3d B,过剩损耗为 2 .5 d B.     

多模干涉型集成光学器件研究进展

基于自镜像效应(SIE)的多模干涉(MMI)型集成光学器件是集成光学中具有广泛用途的重要器件。本文详细而系统地综述了近几年来MMI器在国内外的研究进展，特别是其在集成光学中的应用。     

宽带多模干涉型光耦合器的设计

文章通过分析制约多模干涉型耦合器带宽的因素,提出三种可提高MMI带宽的设计方法。仿真结果表明,三种方法均可以不同程度地提高MMI的工作波长范围,对比于常规MMI耦合器的60nm工作波长范围,采用优化设计方法可将其带宽提高到140nm至210nm。当同时采用三种设计方法后,带宽可以达到300nm,是原结构带宽的5倍。     

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.     

Simulation of Tunable Power Multimode Interference Couplers with Deep Rib Structure

The muhimode interference （MMI） couplers, which operate at 1. 55 microns in deep rib InGaAsP/InP waveguide with large lateral confinement and tunable power splitting ratios, are of high interest in integrated optics. The gold contacts are applied on the top of waveguides where tuning is desired and the plasma effect will lead to negative refractive index change. The three-dimensional （3D） finite difference beam propagation method（FD-BPM） is used to model the tunable MMI couplers. The length of a 2 × 2 overlap-MMI is determined by FD-BPM, so the longitudinal position of tuning spots is obtained. The position of gold contacts with two types, the edge-pads or center-pad, are also determined. In our design, the length of MMI is 180 microns. If the width of pads is 50 microns and the refractive index is tuned from 0 to -0. 027, the power ratio is tuned from 50 ： 50 to the maximum 88.5 ： 11.4. For deep rib structure, the effective index（EI） method can not be used to simplify the 3D waveguide to plane waveguide because of its lower precision, and so the direct 3D FD-BPM simulation is necessary for the design of 3D MMI couplers.     

用于相干接收的锥形多模干涉合波器

报道了一个新的基于锥形多模干涉的相干光波合波器.对锥形多模波导中的模式行为给出了完整的理论分析,并给出了该锥形合波器在不同结构下的输出特性.在一个绝缘体上硅的基板上实现了该器件.鉴于无后向反射,容易扩展为多口配置,对实验误差有大的允许度和尺寸紧凑等优点,这种锥形多模干涉的合波器是大型光子集成中所用的相干光波合波器的理想选择.     

Tapered Multimode Interference Combiners for Coherent Receivers

报道了一个新的基于锥形多模干涉的相干光波合波器.对锥形多模波导中的模式行为给出了完整的理论分析,并给出了该锥形合波器在不同结构下的输出特性.在一个绝缘体上硅的基板上实现了该器件.鉴于无后向反射,容易扩展为多口配置,对实验误差有大的允许度和尺寸紧凑等优点,这种锥形多模干涉的合波器是大型光子集成中所用的相干光波合波器的理想选择.     

渐变折射率多模光纤中的多模干涉应用研究

论述了SMS(单模-多模-单模)光纤结构的多模干涉基本理论,利用FD-BPM(有限差分光束传播法)对渐变折射率多模光纤和阶跃折射率多模光纤进行数值模拟,将自聚焦位置、激发模式等特征进行对比,给出渐变折射率多模光纤的优点。利用自聚焦效应,对渐变折射率多模光纤的聚焦和发散作用进行了理论分析,以较短的长度充当透镜的功能,并总结了现阶段的主要应用。     

基于多模干涉的光学逻辑编码器

根据多模干涉（MMI）器件的重叠成像理论,提出了基于MMI结构的光学逻辑编码器件,借助于区域相位调制方法,具体设计了一维2^3 bit光学逻辑编码器。根据光束传输理论,用Beamprop软件进行了输出态的模拟和输人参数的优化,通过不同的相位调制方法,得到了消光比大于11dB的各种布尔逻辑态。     

位置数为2的多模干涉耦合器相位关系分析

根据多模干涉耦合器的自映像原理,分析了位置数为2的多模干涉耦合器相位关系.相位关系与输入场位置有关,得出位置数为2的多模干涉耦合器相位关系表达式.用导模传输分析法验证了相位表达式的正确性,为一维和二维限制的多模干涉耦合器的设计提供了理论基础.     

三维集成光分束器的研究进展

三维集成光分束器在保持二维集成光学器件的可靠性和结构稳定性的基础上,有效扩大了单个芯片上的通信信道数,增加了集成密度,缓和了二维平面结构输入输出困难等问题。文章对三维集成光分束器的研究进展进行了概述,详细介绍了已有的三维集成光分束器的结构及制作方法,并对其性能进行了比较。最后,展望了三维集成光分束器的应用前景。