硅基波导光开关及开关阵列的研究进展

光开关是光网络中实现光交换的核心器件.硅基波导光开关作为一类重要的开关器件,具有体积小、开关速度快、兼容性好等优点.近年来随着硅基波导制作技术的成熟,硅基波导光开关及开关阵列的研究日益受到人们的重视.文章介绍了SOI(silicon-on-insulater)光波导、聚合物光波导和SiO2光波导等三类常见的硅基波导在光开关及开关阵列方面的一些研究进展.     

SOI光波导开关研究进展

SOI光波导是硅基光波导器件的基础,也是实现其它集成光学器件的基础。文章论述了SOI材料、SOI光波导以及SOI光波导开关的一些特性和研究进展。     

硅基光波导结构与器件

简要评述包括低损耗的电光波导器件、红外波导探测器、二氧化硅光波回路等硅基光波导的结构、工艺及其器件。     

硅氢键对波导表面光滑化影响的理论仿真

低损耗高Q值硅基纳米光波导谐振腔,是高灵敏探测器、生物传感器、光通讯器件等发展的关键。而波导表面粗糙度会造成较大的光传输损耗,是制约硅基纳米光波导谐振腔Q值提高的一个重要因素。降低硅基纳米光波导表面粗糙度已成为光波导器件发展的一个关键问题,氢退火工艺是当前改善波导表面粗糙度的一种关键技术。基于表面硅氢键流密度理论,利用Materials Studio软件模拟氢退火光滑化处理过程中硅与氢之间的反应,搜索反应过渡态,探究硅氢键、温度等因素对反应的影响。结果表明:在高温氢退火氛围下,波导表面硅原子与氢原子之间能够形成硅氢键,且温度越高,在硅氢键作用下表面硅原子迁移速率越快,表面由高能态向低能态过渡,表面光滑化效果越明显。     

SOI材料在光电子学中的应用

SOI材料是应用于硅基光电子学中的一种重要的光波导材料。近年来随着SOI材料制备和加工技术的成熟,SOI基光波导器件的研究日益受到人们的重视。文章介绍了SOI材料在光电子学领域的一些具体应用,包括了在热光器件、电光器件、亚微米波导器件与光纤的耦合器以及光电子集成芯片等方面的最新研究进展。更小的波导截面尺寸是未来SOI光波导器件发展的必然趋势。     

硅基喇曼放大器的研究进展

低成本的硅基光器件研究具有重要的意义,在硅中受激喇曼散射是实现光放大的有效方法.本文总结了硅波导中实现净增益和硅基喇曼放大器的发展过程和最新的研究进展,展现了硅基喇曼放大器以及硅基光子器件发展的光明前景.     

硅基光波导材料的研究

光波导是集成光路及其元器件中最基本的构成单元。本文介绍了各种不同类型的光波导材料的特性。硅材料作为目前研究得最透彻的半导体材料,它在光电子领域的应用也是令人关注的。硅基光波导材料种类繁多,主要包括聚合物、外延硅/重掺杂硅、SiO₂,SOI和SiGe/Si等。硅基光波导材料是实现硅基光波导器件的基础,本文阐明了它们各自的特点和应用前景。其中聚合物、SiO₂和SOI波导是目前研究的热点。     

中长波红外光波导器件发展现状

阐述了中长波红外光波导器件的设计理念和用途。在介绍该领域的研究成果和最新进展的基础上,以应用在波长为10.6μm的硅基光波导器件为例介绍了实现低损耗波导的方法。     

硅基集成光子器件先进设计方法

硅基集成光子器件具有体积小、集成度高的突出优势,在光通信、数据中心光互连等领域具有广阔应用前景。然而,硅基波导耦合器件尺寸相对较大、工作带宽和工艺容差受限。硅基多模路由光子器件设计还面临挑战。文章介绍了近年来发展起来的两种硅基集成光子器件先进设计方法：绝热捷径法和变换光学方法,简要阐述其物理原理,并展示在硅基集成光子器件设计中的典型应用。     

硅基光波导及光波导开关的研究进展

ＳｉＯ２ 光波导、重掺杂光波导、ＳＯＩ光波导、合金光波导及聚合物光波导等低损耗硅基光波导的研究已取得了很大的进展,随着这些波导的硅基光开关不断研制出来,各种光开关结构也不断提出来了。为了解决硅的线性电光系数为零的问题,采用了多种方法,以获得强的线性电光效应,实现高速光开关。文章回顾了近十年来硅基光波导及光开关的研究进展。     

不同切型质子交换弯曲波导的弯曲损耗研究

退火质子交换铌酸锂光波导是一类重要的光波导。对2种不同切型的3种常用S形弯曲质子交换光波导,利用宽角有限差分光束传播法进行了分析。结果表明,3种弯曲波导的弯曲损耗,随波导结构参数的变化基本上是相同的,而在相同的波导结构参数下,X切型的质子交换光波导的弯曲损耗总体上都要小于Z切型的质子交换光波导。数值计算结果为相应波导器件的设计和制备提供了一定的参考。     

New measurement technique for waveguide losses based on photoluminescence

A new technique has been developed to measure optical losses of waveguide devices fabricated in III-V semiconductors by optical excitation of an integrated twinguide structure, which is nondestructive and also applicable to multimode waveguides and multiport waveguide devices. Reproducibility of excitation was found to be better than 0.2 dB.<>     

有机聚合物光波导的研制

聚合物光电子器件是目前世界范围的一个研究热点,其本身所具有易于集成、响应快速、成本低廉一系列优点,在光通信方面有广泛的和极具吸引力的应用前景。介绍了制作有机聚合物光波导的工艺流程,并用两种方法制备出有机聚合物光波导。这对后续研究有很大的帮助。     

AWG用Si基SiO2波导材料的制备

平面光波导在光波分复用技术中起着重要的作用，尤其是Si基SiO2波导器件在光通信领域中具有许多优点。因此，如何在Si衬底上制备出性能稳定良好的SiO2光波导材料至关重要。本文介绍了几种制备SiO2厚膜的方法。     

太赫兹波导发展现状与展望

太赫兹波具有良好的穿透性、低能性和宽带性,在高速空间通信、环境监测、外差探测、医学探测、无损检测和国防安全等领域具有重要的应用前景。波导传输技术和功能器件是太赫兹系统不可或缺的重要组成部分,太赫兹波导的性能决定了太赫兹系统的信号传输效率和集成度,引起人们的研究兴趣。近年来,太赫兹波导的发展取得了长足的进步,从普通的金属空心波导到金属线波导、介质光纤,再到最近的人工表面等离激元波导、石墨烯、铌酸锂等新型波导,它们展现出了各自的优势,令人振奋。该综述全面介绍了太赫兹波导领域的发展及研究近况,并对其未来应用进行了展望。     

Novel phase-tunable three-dimensional hollow waveguides with variable air core

We propose novel micromachined tunable waveguide devices based on hollow optical waveguides. The combination of hollow waveguides and mechanical movable elements gives us a large change in a propagation constant of guided waves in a hollow waveguides. We fabricated a three-dimensional (3-D) hollow waveguide and experimentally demonstrated the change of the propagation constant in the 3-D hollow waveguide with a variable air core. We observed the wavelength shift of 1.8 nm in a hollow waveguide resonator with a displacement of 6 /spl mu/m in an air core.     

电场辅助离子交换制备玻璃光波导

使用电场辅助离子交换和热离子交换技术在玻璃基片上制作了平板波导。实验结果表明,这两种方法制作的波导的有效折射率分布不同,电场辅助离子交换技术制作的波导有效折射率呈近似阶跃型分布,而热离子交换制作的波导有效折射率分布为渐变型。经数值计算发现,近似阶跃型折射率分布的波导对光场限制得更好,更适用于制作有源光器件和集成光器件。