石墨烯对波导耦合特性影响的研究

石墨烯材料因具有非常优异的电光特性而成为新一代光子器件中的重要材料.文章研究了石墨烯对于硅基、聚合物两种材料双矩形波导耦合特性的影响.研究结果表明,在双波导耦合器件中增加一层石墨烯能够起到改变耦合长度的作用,不同费米能级的石墨烯可以增大或减小双波导耦合器件的耦合长度.石墨烯对耦合特性的影响对于硅基和聚合物波导均适用.此研究结果对于基于石墨烯的波导器件的设计和应用具有一定的参考意义.     

基于自由空间耦合技术的多通道电光调制器的实验研究

研究了一种基于自由空间耦合技术的多通道电光调制器。该集成电光器件是利用双面金属包覆波导激发的超高阶导模对电光材料折射率的高灵敏特性来实现电光调制的。该集成器件具有插入损耗小、响应速度快、稳定性好、制备工艺简单和成本低廉等优点。与传统的棱镜耦合方式的集成电光调制器相比,由于采用了直接耦合方式使器件结构更加紧凑,可更方便的实现器件大规模集成。     

基于自由空间耦合技术的窄带滤波器实验研究

提出了一种基于自由空间耦合技术的新型窄带滤波器的制作方法.该器件是利用以LiNbO3晶体为电光材料的双面金属包覆波导激发出的高阶导模具有强的波长选择特性而设计出的一种全新结构器件.其具有插入损耗低、制备简单、成本低廉以及稳定性高等特点外,还一显著优点是采用自由空间直接耦合技术,与传统棱镜耦合方式的聚合物器件相比更易实现阵列化集成.目前,实验室通过优化技术参数,样品的线宽已做到了0.2nm.     

基于斜极化法的电光聚合物光波导偏振转换器

采用斜极化法研制了电光聚合物光波导偏振转换器,分析并设计了器件的45°斜角电极化结构,并基于DR1/PMMA电光聚合物材料,对器件进行了制作.所研制的偏振转换器,由TE模到TM模和由TM模到TE模的偏振模转换效率分别约为93.6%和95.1%,偏振转换周期电压约为380V.并讨论了器件性能进一步提高的可能性与方法.     

光纤聚合物电光调制器电极对波导特性的影响

有机聚合物高速电光调制器是全光纤器件,插入损耗低,集成度高,能极大地降低模式失配和调制电压,提高调制效率,是未来超长距离超大容量高速光通信系统中的关键器件之一。将一种基于长周期光纤光栅的光纤聚合物电光调制器看作5层均匀圆光波导,考虑两层电极及其复折射率的实际情况,利用紧致的超格子方法,在复数域分析这种光纤聚合物电光调制器的波导特性。从模式折射率的实部和虚部、模场分布等角度对数值计算结果进行分析表明,只忽略外电极对调制器的波导特性影响很小,考虑电极时长周期光栅的谐振波长比不考虑电极时大,从而影响调制特性。     

基于两次衰减全反射结构的电光开关的研究

为了进一步提高电光开关的消光比,利用双面金属包覆波导激发的高阶导模是导波层折射率的灵敏函数这一特性,采用同一入射光束在波导中实现二次衰减全反射的方法,设计了一种快速响应的聚合物波导电光开关,并进行了理论分析和实验验证.得到该器件的消光比高达38dB,开关的响应时间低于110ns.结果表明,该电光开光器件具有动态范围大、驱动电压低、响应速率快、插入损耗小、器件稳定性能高以及制备工艺简单等诸多特点.这一结果对光互联、集成光路以及无线光通信等领域的应用是有帮助的.     

基于斜极化法的电光聚合物光波导偏振转换器

采用斜极化法研制了电光聚合物光波导偏振转换器,分析并设计了器件的4 5°斜角电极化结构,并基于DR1/PMMA电光聚合物材料,对器件进行了制作.所研制的偏振转换器,由TE模到TM模和由TM模到TE模的偏振模转换效率分别约为93.6 %和95 .1% ,偏振转换周期电压约为380 V.并讨论了器件性能进一步提高的可能性与方法     

IPC-E掺杂聚合物polysulfone薄膜电光系数的测量

制备了以生色团IPC-E为客体的掺杂型有机聚合物polysulfone薄膜样品,对其进行了接触极化。电光聚合物极化后的电光系数是聚合物波导的重要参数。利用基于简单反射法的聚合物薄膜电光系数测量系统对极化样品进行了测量,得到极化聚合物薄膜的电光系数为37pm/V左右,随后又对误差产生的原因进行了详细的分析。这为进一步研究有机聚合物光波导器件创造了条件。     

聚合物光波导器件的最新进展

由于有机聚合物材料具有介电常数小、电光和热光系数大、热损耗小、易于加工及可垂直集成等优点,聚合物波导器件成为近几年研究的热点。本文在介绍光学聚合物材料优点和一些新型聚合物的基础上,重点讨论了聚合物波导器件的最新进展。     

聚合物偶极子天线型光纤电场传感器

设计并初步成功制作了聚合物光纤电场传感器.假设聚合物材料的电光系数r13=10 pm/V,设计的两种电场传感器的半波电场Eπ=36.2和15.8 kV/m.用自制的二阶非线性光学聚合物BPAN-NT作为聚合物光纤电场传感器的芯层材料,制作了电光调制器.用反应离子刻蚀的方法制作脊形光波导,通过电晕极化使芯层具有电光效应,...     

Mach-Zehnder型有机极化聚合物电光调制器

制备了一种以三层聚合物为波导材料的 Mach- Zehnder型电光调制器 ,其中芯层为新型可交联极化聚胺脂电光功能材料 .主要制备工艺为 :旋涂制备波导薄膜、电晕极化、光刻和氧反应离子刻蚀 .以 1.3μm和 1.5 5μm半导体激光器为光源 ,以光纤耦合输入脊波导调制器 ,从输出端得到很好单模近场图 ,其中从 Y型两分支波导输出的光强基本相同 .同时在示波器中得到清晰的调制信号 .     

聚合物光波导器件的最新进展

由于有机聚合物材料具有介电常数小、电光和热光系数大、热损耗小、易于加工及可垂直集成等优点，聚合物波导器件成为近几年研究的热点．本文在介绍光学聚合物材料优点和一些新型聚合物的基础上，重点讨论了聚合物波导器件的最新进展．     

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。     

具有双电光分子的聚合物型太赫兹波探测器件

与传统的无机晶体材料相比,电光聚合物材料具有更高的电光系数,并且没有声子吸收问题,由此构成的太赫 兹波探测器件具有更高的效率和带宽。但是侧基型和主客体型的电光聚合物具有电光系数偏低和相分离问题,这些缺点 限制了这类材料的应用。具有双电光分子的聚合物材料可以克服上述问题,利用这种材料构成共面插指结构的太赫兹波 探测器件效率可提高80%,带宽可扩展到9THz,并且器件具有良好的稳定性。     

基于两次衰减全反射结构的激光偏振控制器

为了实现激光偏振态的控制和提高两偏振态消光比,用由各向异性材料加工而成的耦合棱镜并采用两次衰减全反射方法,使具有相同入射角的TE和TM偏振态的共振激发条件不同,即当TE偏振态满足共振激发条件能量耦合进波导时,TM偏振态却不满足共振激发条件而被反射来实现其在空间上的分离.同时将电光系数较大、光学性能和热稳定性好的聚合物材料作为波导层,利用其电光效应来改变共振条件来实现输出光束偏振态的调谐.结果表明,反射型结构插入损耗小于0.2dB,器件的消光比高达27dB,驱动电压为19V.该方案预计在光信息存储、光路由、光开光以及图像处理等光学系统里有着极其广泛的应用.     

具有双电光分子的聚合物型太赫兹波探测器件

与传统的无机晶体材料相比,电光聚合物材料具有更高的电光系数,并且没有声子吸收问题,由此构成的太赫兹波探测器件具有更高的效率和带宽。但是侧基型和主客体型的电光聚合物具有电光系数偏低和相分离问题,这些缺点限制了这类材料的应用。具有双电光分子的聚合物材料可以克服上述问题,利用这种材料构成共面插指结构的太赫兹波探测器件效率可提高80%,带宽可扩展到9THz,并且器件具有良好的稳定性。     

聚合物光波导的模场特性分析

用时域有限差分法(Finite Difference Time-Domain,FDTD)对电光聚合物脊形波导进行了模拟分析,通过改变脊形波导的结构参数(脊高、脊宽、脊高比)来观察波导内的模场分布特性、对模式数量的影响.获得了通过调整脊宽和脊高比等参数,设计单模电光聚合物脊形波导的条件.同时验证了采用FDTD数值算法可以比较精确地模拟计算光波导器件性能.     

高速聚合物电光调制器的进展

文中介绍了高速聚合物电光调制器的最新进展，包括电光调制器脊波导和微带线行波电极的设计、制作工艺及现在的最新产品和军事领域中的应用。     

Mach-Zehnder型有机极化聚合物电光调制器

制备了一种以三层聚合物为波导材料的Mach-Zehnder型电光调制器,其中芯层为新型可交联极化聚胺脂电光功能材料．主要制备工艺为：旋涂制备波导薄膜、电晕极化、光刻和氧反应离子刻蚀．以1.3μm和1.55μm半导体激光器为光源,以光纤耦合输入脊波导调制器,从输出端得到很好单模近场图,其中从Y型两分支波导输出的光强基本相同．同时在示波器中得到清晰的调制信号．     

基于SU-8材料的无源-有源集成式电光开关设计与制备

对基于SU-8紫外负性光刻胶的无源-有源集成 式电光开关进行了系统的研究。 首先用物理掺杂的方法制备出价格 低廉、性能良好的主客掺杂型电光材料DR1/SU-8,反射法测量其电光系数约为11. 5pm/V@1310nm。为减小器件的插入损耗, 设计了有源芯层为DR1/SU-8、无源芯层为SU-8的倒脊形混合集成式波导结构。制作完 CPW行波电极后,对器件进行接 触极化。实验测得开关的上升时间和下降时间分别为5.6μs和5.2μs,插入损耗为13.8dB,与只用DR1/SU-8作为波导芯层的 器件相比,插入损耗减小了约2.8dB。实验结果表明,这种无源-有 源集成式电光波导有效地减小了器件的插入损耗,为制备 低损耗的电光器件和单片多功能集成器件奠定了一定的基础。