用B样条函数对S形弯曲波导进行结构优化

S形弯曲波导是集成光器件中不可缺少的部分。在光开关阵列、星形耦合器以及阵列波导光栅等器件中。以及将多个元件集成到一个芯片上时，都需要很多的S形弯曲波导来实现波导的侧向位移和连接。其尺寸和损耗直接影响整个器件的损耗以及集成密度。弯曲波导插入损耗(不包括由于结构缺陷而产生的光的散射损耗)由两部分组成：纯弯曲损耗和过渡损耗。从弯曲损耗产生的机理人手，提出用B样条泛函逼近理论实现任意边界条件下S形的优化方法，得到纯弯曲损耗尽可能小，并消除与直波导相连处过渡损耗的S形波导。且与正弦、余弦和双圆弧曲线得到的S形进行对比，用光束传播法验证。结果表明优化曲线插入损耗明显小于双圆弧和余弦曲线。     

970 nm超辐射发光二极管弯曲脊形波导数值分析

本文基于光束传播法(beam propagation method, BPM)和时域有限差分法(finite difference time domain method, FDTD)建立了分析模型,模拟并分析了弯曲脊形波导超辐射发光二极管(superluminescent light emitting diode, SLD)不同结构参数(刻蚀深度、曲率半径、脊形宽度)对波导损耗的影响和倾斜脊形波导不同结构参数(刻蚀深度、脊形宽度、倾斜角度、发射波长)对模式反射率的影响。计算表明,弯曲脊形波导的刻蚀深度和曲率半径是影响波导损耗的重要因素。刻蚀深度较浅使波导对光场的限制作用较弱,过小的曲率半径会使模式传输泄露严重,损耗大大增加。脊形宽度越大,波导损耗越小,其对波导损耗影响较小。脊形波导的端面倾斜角度是抑制模式反射率的重要因素,脊形宽度增加,模式反射率逐渐减小,并在特定的几个角度形成的奇点达到最小值。刻蚀深度对于模式反射率的影响作用较小,但随着刻蚀深度的增加,奇点发生的角度产生了向小角度偏移。在特定的倾斜角度范围内,随着波长减小,奇点的数目会逐渐增加。研究结果可对设计具有优越性能的SLD器件...     

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。     

弯曲光波导模拟优化研究

用时域有限元差分（FDTD）方法弯曲光波导的优化仿真，减小弯曲光波导损耗。采用OPTIFDTD软件在曲率半径增大到一定的情况下，弯曲损耗在各种损耗中不占优势。在半径一定的条件下，适当选择波导的各个参数进行优化，可以使弯曲损耗达到最低，模拟了弯曲光波导中光的传播，得到了弯曲损耗的变化规律，波导参数不同，弯曲损耗不同，其中有一最佳参数点，由此得到弯曲光波导的参数优化设计值。     

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.     

脊形单模硅光波导的设计

对脊形单模硅光波导的模式特性进行了理论设计。分析了λ＝１．３μｍ的脊形硅光波导的结构参数及工艺流程。这种光波导的数值孔径和单模光纤匹配，传播损耗低于平面条形硅光波导，文中并对传播损耗作了讨论。     

SOI波导弯曲损耗影响因素的分析

采用有效折射率方法EIM(effectiveindex method)和二维束传播算法(2D-BPM)对SOI(silicon-on-insulator)波导弯曲损耗的几种影响因素进行了分析.通过模拟发现弯曲损耗随弯曲半径的增大、波导宽度的增加及内外脊高比的减小而减小.同时,改进波导结构,例如在弯曲波导外侧刻槽可以减小SOI脊形波导的弯曲损耗.     

SOI波导弯曲损耗影响因素的分析

采用有效折射率方法EIM(effectiveindex method)和二维束传播算法(2D-BPM)对SOI(silicon-on-insulator)波导弯曲损耗的几种影响因素进行了分析.通过模拟发现弯曲损耗随弯曲半径的增大、波导宽度的增加及内外脊高比的减小而减小.同时,改进波导结构,例如在弯曲波导外侧刻槽可以减小SOI脊形波导的弯曲损耗.     

聚合物脊形光波导设计

用5层非对称平面波导理论和等效折射率法(ERIM)分析了金属电极对聚合物脊形光波导横向模式特性及其传输损耗的影响。计算结果表明：在工作波长1．55μm波段,当常规脊形光波导的芯层厚度大于0．8μm、包层厚度大于3．0μm时,才能保证传输损耗的理论极限小于0．1dB／cm;当脊波导刻蚀深度为0.l一0．2μm、对应脊波导宽度为7—5μm时,可满足脊波导横向单模传输。     

硅 SIMOX 单模脊形光波导研制

本文描述硅光波导技术的重大突破：（１）用ＳＩＭＯＸ技术代替传统的硅外延型光波导，解决了衬底吸收光波．从而显著改善了光波导的传播损耗．（２）在理论及实验上均已解决用调整脊形的高宽比（高宽均能达１０微米左右），制取单模脊形光波导．这种光波导的下覆盖层是ＳｉＯ２，传播损耗小；断面积大，和单模光纤耦合良好．满足了光集成技术中对光波导的几项重要要求．