SOI-Based 3dB MMI Splitter

A type of SOI-based MMI 3dB splitter has been demonstrated. The geometry was analyzed and designed by effective index method and guide mode method. The fabrication tolerance was analyzed too. The device was fabricated and near-field output was obtained. The device shows large width tolerance, low loss and low power uniformity.     

An Efficient MMI SOI Splitter with Multimode Input/Output Waveguides

A 1×8 multimode interference power splitter with multimode input/output waveguides in SOI material is designed by the beam propagation method and fabricated by the inductive coupled plasma etching technology for use in fiber optics communication systems.The fabricated device exhibits low loss and good coupling uniformity.The excess loss is lower than 0.8dB,and the uniformity is 0.45dB at the wavelength of 1550nm.Moreover，the polarization dependent loss is lower than 0.7dB at 1550nm.The device size is only 2mm×10mm.     

采用多模输入/输出波导的多模干涉型SOI分束器

一个适用于光纤通信系统中的1×8多模干涉功率分束器被设计并通过ICP刻蚀方法成功研制.这种基于SOI材料的功率分束器是采用多模波导作为输入/输出波导;经过光束传播方法模拟,该器件显示出了优良的性能.测试结果表明,在1550nm波长处器件的传波损耗低于0.80dB,损耗均匀性为0.45dB,而且偏振相关损耗低于0.70dB.器件的尺寸只有2mm×10mm.     

弱限制MMI型光功分器

本文采用导模数值计算法对MMI(多模干涉)型光功分器SIE干涉区内的导模进行计算并对输出波导位置进行优化,证明在一定条件的弱限制下器件的插入损耗和输出均匀度均超过强限制的情况,说明MMI型光功分器的制作可以采用方便的湿法刻蚀,在器件成本降低的同时其精度也得到改善.     

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。     

GaAs 1×4光功分器的制作

本文在ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ外延材料上设计和制作了ＭＭＩ型１×４光功分器。文中首先给出器件的基本工作原理和特点,随后主要讨论器件制作中的ＧａＡｓ材料的干法刻蚀工艺,最后给出器件测试结果。     

1 ×8MMI型玻璃基光功分器的研制

针对Ag -Na 离子交换形成的渐变折射率分布,分析了多模干涉(MM I)型功分器的工作原理。在K9玻璃衬底上设计并制作了掩埋型1×8MM I功分器。测试结果表明,这种结构在具有结构紧凑、制作容差性大等优点的同时,其功分均匀性也很好,小于0.5dB。     

离散谱折射率法优化设计MMI型光功分器

采用离散谱折射率法直接对三维脊形自镜像效应(SIE)多模波导的模式特性进行具体分析,并根据模式传播常数偏差分布情况,引入了SIE多模波导长度微小变量用以抵消或部分减弱由各阶模式传播常数偏差引起的相位偏差,设计了一种低自镜像损耗、高均匀度、几乎与偏振无关及深刻蚀SIE多模波导结构的多模干涉(MMI)光功分器。如1×16MMI光功分器TE模的自镜像损耗为0.0451dB,均匀度0.0309dB;对TE模的自镜像损耗为0.0455dB,均匀度为0.0311dB。     

1.55μm SiGe 2×3光开关

利用多模干涉效应和自由载流子等离子体色散效应设计和模拟了基于1.55μm波长的2×3 SiGe光开关.该光开关由两个单模输入端口、一个多模干涉区和三个单模输出端口构成.在多模干涉区,设有两个折射率调制区,可以利用来把从两个输入端口输入的光信号分别从三个输出端口输出.束传播法分析结果表明,该光开关的传输损耗小于1.43dB,串扰在-18～-32.8dB之间.     

1.55μm SiGe 2×3光开关

利用多模干涉效应和自由载流子等离子体色散效应设计和模拟了基于1.55μm波长的2×3 SiGe光开关.该光开关由两个单模输入端口、一个多模干涉区和三个单模输出端口构成.在多模干涉区,设有两个折射率调制区,可以利用来把从两个输入端口输入的光信号分别从三个输出端口输出.束传播法分析结果表明,该光开关的传输损耗小于1.43dB,串扰在-18～-32.8dB之间.     

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.     

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.     

渐变截面多模干涉器件中MMI区长度的计算

从渐变截面波导与强导近似的阶跃截面波导之间的区别入手,推导出了渐变截面ＭＭＩ区长度的精确表达式,并对成像的振幅和相位关系进行了研究。结果表明,在相同ＭＭＩ区宽度条件下渐变截面器件中ＭＭＩ区最短长度为阶跃截面的两倍,但它的设计灵活性却是阶路截面器件所无法比拟的。     

光子晶体波导定向耦合功分器的设计

将相互耦合的3平行光子晶体单模波导看成一个多模干涉系统,通过研究二维正方晶格光子晶体波导多模干涉的自映像效应,优化设计了一种新型1×2光子晶体波导定向耦合分束器,采用时域有限差分法对其传输特性进行模拟分析。设计过程中,根据多模干涉耦合区中周期出现的双重像的位置确定两个单模输出波导的位置,通过改变输出波导和耦合区连结的一个介质柱位置构成波导微腔结构,改变耦合区中的模场分布,实现模式匹配,从而明显减小分束器的反射损耗。计算结果表明,移动介质柱距离输出单模波导和多模波导连结处1.85a位置处时,对于波长为1.55μm的入射光,该分束器的透射率可高达99.04%。     

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.     

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.     

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.     

SOI热光调制器

设计和制作了多模干涉马赫曾德型热光调制器.通过合理选择SOI光波导的埋层和包层的厚度,使制作出的调制器有良好的综合性能.调制器调制深度为91% ,功耗为0 .35 W,调制速度约为2 7μs.减小多模干涉耦合器的设计误差和提高刻蚀均匀性可以改善调制器的性能     

Design of an ultra-compact 3 dB MMI coupler

The design of an ultra-compact SOI-based 1×2 3 dB multimode interference（MMI） coupler is proposed.The symmetric multimode interference structure and deeply-etched parabolically tapered multimode waveguide are used in the device.The length of the device is reduced by about 87% compared with general multimode interference straight couplers.Based on effective index method（EIM） and two dimensional beam propagation method（2D-BPM）,the structure parameters are optimized and the fabrication tolerances are analyzed.The results indicate that the performance of the coupler is deeply affected by the coupler＇s width,etching depth and photolithography alignment error in perpendicular direction.