3- 中红外偏振无关且CMOS兼容的石墨烯调制器

文章提出了一种3 中红外波段偏振无关且CMOS兼容的石墨烯调制器,器件主要包括两部分：模式转换结构及石墨烯调制器。该调制器不仅满足于CMOS兼容的要求,而且能够实现基膜的偏振无关调制。仿真结果表明该调制器在2.95 到3.05 的中红外波段能够实现高于20 dB的消光比,TE和TM模式的插入损耗都低于1.3 dB,其偏振相关损耗低于1.09 dB。通过计算,当器件长度为420 ,能够获得高达9.47 GHz的3 dB带宽。     

3-μm中红外偏振无关且CMOS兼容的石墨烯调制器（英文）

文章提出了一种3-μm中红外波段偏振无关且CMOS兼容的石墨烯调制器,器件主要包括两部分:模式转换结构及石墨烯调制器。该调制器不仅满足于CMOS兼容的要求,而且能够实现基膜的偏振无关调制。仿真结果表明该调制器在2.95μm到3.05μm的中红外波段能够实现高于20 dB的消光比,TE和TM模式的插入损耗都低于1.3 dB,其偏振相关损耗低于1.09 dB。通过计算,当器件长度为420μm,能够获得高达9.47 GHz的3 dB带宽。     

1.3μm高增益偏振无关应变量子阱半导体光放大器

采用低压金属有机化学气相外延法 (LP MOVPE)生长并制作了 1 3μm脊型波导结构偏振无关半导体光放大器 (SOA) ,有源区为基于四个压应变量子阱和三个张应变量子阱交替生长的混合应变量子阱 (4C3T)结构 ,压应变阱宽为 6nm ,应变量 1 0 % ,张应变阱宽为 11nm ,应变量 - 0 95 % ;器件制作成 7°斜腔结构以有效抑制腔面反射。半导体光放大器腔面蒸镀Ti3 O5/Al2 O3 减反 (AR)膜以进一步降低腔面剩余反射率至 3× 10 -4以下 ;在 2 0 0mA驱动电流下 ,光放大器放大的自发辐射 (ASE)谱的 3dB带宽大于 5 0nm ,光谱波动小于 0 4dB ,半导体光放大器管芯的小信号增益近 30dB ,在 12 80～ 1340nm波长范围内偏振灵敏度小于 0 6dB ,饱和输出功率大于 10dBm ,噪声指数 (NF)为 7 5dB。     

中红外硅基调制器研究进展（特邀）

硅材料在1.1~8.5 μm有非常低的吸收损耗,因此硅基光电子学有望扩展到中红外波段。并且随着通信窗口扩展、气体分子检测、红外成像等应用需求的出现,硅基中红外波段器件研发工作的开展势在必行。在中红外波段硅基光电子器件中,硅基调制器有着举足轻重的地位:它是长波光通信链路中不可或缺的一环,还可以应用在片上传感系统中提高信噪比、实现光开关等功能。研究发现,相比于近红外波段,硅和锗材料在中红外波段有更强的自由载流子效应和热光效应,因此,基于硅基材料的中红外调制器具有独天得厚的优势。系统总结了中红外硅基调制器的发展趋势和研究现状,介绍了基于硅和锗材料的电光调制器以及热光调制器的工作原理和最新研究进展,最后对中红外硅基调制器进行了总结与展望。     

电光调制器的偏振控制系统设计

通过分析光纤圈型偏振控制器和铌酸锂电光调制器原理和工作特点,设计验证了光纤圈型偏振控制器能将固定的输入偏振态转变为多种输出偏振态,完成了应用于电光调制器的偏振控制系统。     

CMOS兼容的中红外多通道光子晶体传感器

我们提出了一种基于光子晶体的二维多通道光学化学传感器。该器件由中心波长为3.3 μm的四个腔组成,各通道工作波长间隔为10 nm。该传感器采用800 nm厚的绝缘体上硅材料,可利用标准CMOS技术加工。我们通过三维时差有限差分法对微腔结构的光学特性进行模拟。每个通道的传输效率为39％,通道之间的传输效率不一致性小于0.25dB。该传感器的功能为检测四氯化碳和苯溶液浓度,其灵敏度为209.2 nm/RIU。     

具有取向转换膜的偏振无关模式控制液晶透镜

本文针对液晶透镜在变焦眼镜方面的应用,研制完成了具有取向转换膜的偏振无关的模式控制液晶透镜。首先通过仿真,论证了采用取向转换膜实现偏振无关的模式控制液晶透镜的可行性,接着在实验中研究并优化了取向转换膜的制备参数,最后完成了偏振无关的液晶透镜的制备。测试结果表明,8 mm孔径大小的液晶透镜具有偏振无关的特性,同时具有变焦调节特性,实现了0～1.590 D的屈光度调节。     

发展1.55μm LiNbO3光调制器

最近几年,宽带光通信系统的需要刺激了对高速集成电光器件的研究和发展,其中研制成功的最重要的器件之一是宽带电光调制器。宽带电光调制器是用高速电信号调制激光器来发射光波,利用光波实现高速大容量信息传输。宽带电光调制器按波导的外形结构可分为Y分支型和MZ干涉仪型,它们大多数是用     

基于石墨烯的太赫兹波调制器

石墨烯由于其优异的电学性能,在微波、毫米波、太赫兹波等领域显示出潜在的应用前景。本文设计了毫米波和亚太赫兹波频段的基于石墨烯的相位和幅值波导调制器。该石墨烯调制器可以通过调节石墨烯的表面阻抗来调控电磁波在波导中传播的振幅和相位;分析了石墨烯片的长度和位置对电磁波在波导中的透射和反射系数的影响,同时还分析了石墨烯化学势对电磁波在波导中传输和反射的影响。结果表明,通过调节石墨烯片的长度及其在矩形金属波导中的位置,可以调控调制器的反射系数、透射系数和透射相位调制范围,并满足器件级应用需求。     

中红外激光宽带偏振分束膜研制

以薄膜光学和激光技术为背景,介绍了中红外固体激光器中宽带偏振分束膜的用途、设计与制备方法。基于波动光学原理,首先分析了核心元件硒化锌晶体的偏振特性以及中波宽带偏振分光的难点,其次讨论了布儒斯特角入射时薄膜选材、通带展宽、工艺制备等研究过程中的主要技术问题。利用计算机优化软件进行优化计算后,结合离子辅助工艺得到了吸收小、偏振比高、抗激光性能与附着力良好的薄膜。目前相关的技术应用在中红外固体激光器中达到了5kHz下大于15W的输出效果。     

目标与背景的红外偏振特性研究

由于红外伪装技术在很大程度上削弱了当前对目标的红外识别能力,提出一种用红外偏振技术增强对伪装目标的识别能力的新方法。在8~14 μm波段,在特定的环境条件下对一个红外伪装目标和背景的红外偏振特性进行了研究,分析两者的强度对比度和偏振度对比度,结果发现,目标与背景的偏振度对比度远大于二者的强度对比度。这一结果表明,红外偏振技术在提高红外探测系统的侦察和识别能力方面具有十分重要的研究价值。     

偏振无关Michelson光纤干涉仪的可见度

利用传输矩阵方法,对偏振无关Michelson光纤干涉仪可见度进行理论分析,给出相应的数学表达式,并对可见度的限制因素进行了系统分析,为高可见度偏振无关Michelson光纤干涉仪以及高灵敏度干涉型光纤传感器的设计和制作提供了理论依据.     

亚微米尺度高速电光调制器的研究进展

基于SOI（silicon on insulator）材料的亚微米尺度电光调制器成为了研究Si光电子学的重点。评述了亚微米尺度下SOI脊型光波导实现单模条件、偏振无关、低耦合损耗的技术要求,分析并比较了几种基于不同光学结构和电学结构的电光调制器的原理和特性,讨论了达到高速电光调制的方式。     

用偏振干涉法测相位-偏振调制器伏-相特征

结合偏振干涉法,详细分析了相位-偏振调制器的输入电压与其延迟相位的关系,并导出了相位-偏振调制器的输出光强与其延迟相位的数学表达式.研究结果表明,采用偏振干涉法可以使相位.偏振调制器获得稳定的干涉光强,从而可以精确地测量出相位-偏振调制器的伏-相特征曲线.测量结果表明,相位-偏振调制器的伏-相特征曲线具有良好的线性特性.     

微型单级偏振无关光隔离器的设计与实验

研制了一种新型的微型单级偏振无关光隔离器,给出了光隔离器中自聚焦透镜、双折射晶体平行平板和法拉第旋转片的设计,介绍了光隔离器的制作方法,并对其性能进行了测试。实验结果表明:插入损耗为0.5 dB,0λ±20 nm带宽范围内最小隔离度为30 dB,最大隔离度为45 dB,偏振相关损耗小于0.1 dB,偏振模色散小于0.05 ps。     

中红外波段高速硅基电光调制器设计与优化（特邀）

作为中红外波段中最接近O波段和C波段的波段,2 μm波段区域逐渐引起人们的广泛关注。主要对2 μm波段的马赫-增德尔型调制器进行优化设计和仿真,根据2 μm波长下光模场分布的特点,选用具有340 nm厚度顶层硅的SOI衬底,结合实际工艺中240 nm硅刻蚀深度,得到宽度为600 nm以及平板层厚度为100 nm的最优脊波导结构。通过优化掺杂浓度和掺杂区位置获得综合性能最优的调制器器件,在4 V反向偏压下器件光损耗为5.17 dB/cm,调制效率为2.86 V·cm,静态消光比为23.8 dB,3dB EO带宽为27.1 GHz。同时,与220 nm厚度顶层硅器件相比较,器件的综合性能更为优越。研究内容为后续器件实际制作提供了依据,也为后续2 μm波段光收发集成模块所需调制器设计提供了新的方向。     

基于黑体红外偏振特性的定量分析探索

通过基于微面元理论的偏振双向反射分布函数模型,推导分析了物体表面红外辐射偏振传输方程的Stokes表达式,得出物体表面红外线偏振度与表面反射率(发射率)、波长、探测角度以及波长、目标与背景辐射差异等参数的数学关系;针对环境因素对红外偏振度的影响,开展了不同材质以及标准黑体的中、长波红外偏振成像及红外高光谱偏振成像实验,结果表明:黑体表面的红外偏振度与波长不相关,进而提出以标准黑体红外偏振特性作为溯源基准进行红外偏振定量处理的方法.     

基于石墨烯的光控太赫兹调制器

研究了锗基单层石墨烯结构宽带光控太赫兹调制器。利用实验室搭建的太赫兹时域光谱系统,实验证明了在1 550 nm飞秒光泵浦下,该太赫兹调制器工作带宽为0.2~1.5 THz。当泵浦光功率从0增加到250 mW时,该太赫兹波调制器的平均透过率从40%下降到22%,平均吸收系数从19 cm-1增加到44 cm-1,在0.2~0.7 THz,调制深度均高于50%,最大调制深度为62%（0.38 THz）。实验结果表明,相比于纯锗基太赫兹调制器,单层石墨烯的引入能增强对太赫兹波的调制效果。