湿法腐蚀制备的SOI光波导

用化学湿法腐蚀的方法制作了SOI光波导,并且用三维波束传播方法分析和设计了单模波导和1×2 3dB多模干涉分束器,修正了有效折射率和导模传输方法的误差.制作的器件具有低传输损耗(-1.37dB/cm)、低附加损耗(-2.2dB)、良好的均衡性(0.3dB)等优良性能.     

湿法腐蚀制备的SOI光波导

用化学湿法腐蚀的方法制作了SOI光波导,并且用三维波束传播方法分析和设计了单模波导和1×2 3dB多模干涉分束器,修正了有效折射率和导模传输方法的误差.制作的器件具有低传输损耗(- 1 37dB/cm)、低附加损耗(- 2 2dB)、良好的均衡性(0 3dB)等优良性能.     

玻璃基多模波导光功分器的研制

利用Ag+-Na+电场辅助玻璃基离子交换技术制作了低损耗的掩埋多模波导,并在此基础上研制了多模波导光功分器.测试分析了多模波导和光功分器的损耗和偏心率特性.所研制的多模直波导传输损耗小于0.1dB/cm,所制作的1×2的多模波导光功分器附加损耗小于1.3 dB.     

光敏杂化溶胶-凝胶法研制多模干涉波导分束器

采用有机/无机杂化溶胶-凝胶方法制备高质量的SiO2薄膜和光敏性薄膜材料;利用三维FD-BPM(finitedifference beam propagation method)研究了掩埋式和暴露式矩形波导结构多模干涉(MMI)型光功率分束器的主要性能,理论模拟发现,掩埋式矩形波导结构分束器的长度、宽度和厚度容差性都优于暴露式矩形波导结构的MMI型分束器,并且具有更宽的带宽特性。通过简单的紫外曝光、显影工艺制备了1×4 MMI型波导分束器,分束器在1 550 nm波长附近的插入损耗为8.1～8.8 dB,功率分束不均匀性小于1 dB。     

SOI基PLC型阵列波导光栅与可调光衰减器单片集成

制作了基于绝缘体上硅(Silicon on Insulator,SOI)材料的8×16通道的阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating,AWG)与电吸收型可调光衰减器(Variable OpticalAttenuator,VOA)的单片集成器件,其信道间隔为200 GHz.该集成器件采用脊形波导结构,其截面尺寸为亚微米级,整体尺寸为2.9 mm×1 mm.该VMUX器件的片上损耗为9.324～10.048 dB,串扰为6.5～8.2 dB;在20 dB衰减下,单通道最大功耗为87.98 mW;最大信道偏振相关损耗(Polarization Dependent Loss,PDL)为0.461 dB,16通道的衰减一致性为0.245 dB.该器件能够实现良好的波分复用/解复用及信道功率均衡的功能.     

基于多模干涉的二维三角晶格光子晶体分束器

光分束器光接入系统的核心器件,是光子多功能设备和系统的关键构成模块,为满足急速增长的数据通信业务对光分束器的需求,本文在完整三角晶格光子晶体中引入五条平行光子晶体波导组成多模干涉系统,利用自成像效应的多模波导与微腔耦合,提出了一种新型二维三角晶格光子晶体四端口分束器.利用时域有限差分法进行仿真分析,结果表明:在一定范围...     

多功能2×2 GaAs/GaAlAs多模干涉型光开关分析

提出了一种基于深刻蚀脊形光波导带模斑转换器的多功能2×2 GaAs/GaAlAs多模干涉型光开关,并用变量变换级数展开法及三维有限差分束传播法对其进行了模拟分析与优化设计.结果表明,通过控制多模波导中央的两段Schottky电极,器件可实现交叉态、直通态及3dB耦合器功能,并有较大的制作容差、较宽的工作带宽,只须一个多模波导,器件结构紧凑.采用深刻蚀脊形光波导能够满足多模干涉型器件的精确自镜像要求,并使输入/输出光波导在单模工作下有较大的横截面,较低的弯曲损耗及较小的耦合串扰.通道末端引入的模斑转换器可方便地与单模光纤连接耦合.     

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.     

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。     

用于传感的聚合物微谐振环的研制

对一种用于传感的聚合物微谐振环进行了研制.器件为多模耦合器结构,作为微谐振环的输入/输出耦合结构.微谐振环采用跑道形结构.首先分析了器件的原理,给出了器件的优化设计参数.采用紫外光敏材料SU-8和CYTOP作为波导芯层和下包层材料,制作了上述结构的微谐振环器件,并进行了测试.扫描电镜的结果显示,所制备器件的整体形貌比较清晰,波导结构均匀光滑,侧壁陡直度较高.采用截断法测得单模直波导的传输损耗约为2.2 dBcm.对多模耦合器(MMI)结构和弯曲波导的测试表明,MMI结构在较宽的波长范围内实现了接近50:50的功分比,且损耗较低,而纯弯曲波导结构的通光性能良好.测量得到的器件谐振输出光谱表明,器件在主谐振峰处的插入损耗约为38dB,自由光谱区(FSR)约为1.87nm.过数据处理分析得到弯曲波导的传输损耗约为5.2 dB/cm.提出了进一步降低器件损耗、改善器件性能的措施.     

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.     

Low-loss singlemode amorphous silicon waveguides

Amorphous silicon waveguides were obtained by plasma-enhanced chemical vapour deposition and anisotropic plasma etching. Rectangular multimode waveguides as well as singlemode ridge waveguides were fabricated. Scattered light measurements at 1550 nm (1300 nm) wavelength showed a low propagation loss of /spl les/0.5 dB/cm (1.6 dB/cm) for multimode waveguides and 2.0 dB/cm (5.0 dB/cm) for highly-confined singlemode waveguides.     

Design and performance evaluation of 1-by-64 multimode interferencepower splitter for optical communications

A 1-by-64 multimode interference power splitter in SiO₂ has been designed for use in fiber-optics communication systems. The splitter exhibits a minimum loss of 0.5 db and a uniformity of 1.7 dB at a wavelength of 1.55 μm. The polarization sensitivity is below 0.14 dB, the reflection level below -55 dB, and the optical bandwidth 30 nm. The fabrication tolerances are ±0.1 mm on the length and ±3.5 μm on the width of the multimode section of the splitter. In comparison with a branching-type splitter it is found that the designed device is approximately 30% shorter than the branching-type device for comparable losses     

基于SOI的2×2 MMI耦合器的设计

设计了一种可用于阵列波导光栅(AWG)解调集成微系统的绝缘体上硅(SOI)基2×2多模干涉(MMI)耦合器,用光束传播法(BPM)对MMI耦合器进行了模拟。耦合器输入/输出波导采用倒锥形,多模干涉区尺寸为6μm×57μm。在TE偏振中心波长为1.55μm时,器件附加损耗为0.46dB,不均匀性为0.06dB。在1.49～1.59μm波长范围内耦合器的附加损耗小于1.55dB。仿真结果表明所设计的2×2MMI耦合器体积小、附加损耗低、波长响应范围宽、分光均匀,符合片上集成系统的要求。     

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.     

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.     

基于绝缘层上硅平坦化阵列波导光栅的单纤三向器

设计了基于绝缘层上硅(SOI)平坦化阵列波导光栅单纤三向器.三向器三个波长(1310,1490和1550nm)工作在阵列波导光栅的三个不同的衍射级数,并在阵列波导光栅的输入波导末端引入多模干涉器(MMI),实现了平坦响应的三波长波分复用.模拟结果表明基于这一设计的三向器3dB带宽为6nm,串扰小于-40dB,插损为5dB.制备的三向器经测试输出光场清晰,实现了三向器的功能.     

Mesh waveguide optical star coupler

A new multimode optical star coupler with a mesh waveguide configuration is proposed to reduce the device length by stimulating light mixing in a short waveguide. A 4×4 optical star coupler has been fabricated and its branching variation of 2.8 dB is realised with the device length as short as 14.5 mm.