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.     

聚合物环形波导弯曲损耗的改进计算

在大部分集成光学器件中,都会用到弯曲波导,而如何控制波导弯曲产生的损耗。便成了影响这些光学器件性能的关键。应用有效折射率和传输矩阵法相结合,基于matlab平台,数值计算出聚合物PMMA环形波导的弯曲损耗。此外,还针对聚合物PMMA波导制备工艺,提出了通过对包层折射率的修饰,使得弯曲损耗减小的简便方法。这为聚合物PMMA弯曲波导的设计提供了一种有用的优化思路。     

硅基波导共振增强型光电探测器的设计与模拟

SiGe是间接带隙材料,吸收系数非常小,因而SiGe探测器在红外波段的量子效率很低.本文提出一种新型的探测器结构,即波导共振增强型光电探测器,该器件主要由两个介质布拉格反射镜和波导吸收区构成,器件尺寸较传统波导型探测器大为减小,吸收区的长度不受SiGe临界厚度的限制,实现了量子效率和响应速度的优化.本文在数值模拟的基础上,对器件结构进行了优化设计,结果表明7.6μm长的波导探测器可以得到20%以上的量子效率.     

硅基波导共振增强型光电探测器的设计与模拟

SiGe是间接带隙材料,吸收系数非常小,因而SiGe探测器在红外波段的量子效率很低.本文提出一种新型的探测器结构,即波导共振增强型光电探测器,该器件主要由两个介质布拉格反射镜和波导吸收区构成,器件尺寸较传统波导型探测器大为减小,吸收区的长度不受SiGe临界厚度的限制,实现了量子效率和响应速度的优化.本文在数值模拟的基础上,对器件结构进行了优化设计,结果表明7.6μm长的波导探测器可以得到20%以上的量子效率.     

SOI纳米线波导和相关器件研究进展

SOI纳米线波导具有对光场限制作用强、传输损耗低、弯曲半径小、集成度高、与传统CMOS工艺兼容等优点,采用SOI纳米线波导能够大大缩小光子器件的长度和面积,提高器件工作速度和效率,降低器件功耗.介绍了SOI纳米线波导在模式、损耗、偏振等方面与传统大尺寸硅基波导所表现出来的不同特性,评述了当前关于SOI纳米线波导和基于SOI纳米线波导光子器件的最新研究进展.     

1.3μm直条形吸收区超辐射发光管的复折射矢量束传播方法模拟

束传播方法广泛的地无源波导器件的模拟与设计，为了能够模拟有源器件，例如金属包层波导和超射发光二极管（ＳＬＤ），我们将复的射率引入其中，器件的增 吸收通过折射率为描述，用复折射率的有奶差分敌意一束传播方法，我们对１．３μｍ直条形吸收区ＳＬＤ进行了模拟与设计，并且给出一种新结构。     

新型低损耗1×3光分路器的优化设计

针对传统Y分支光分路器损耗较大的缺陷,采用直锥形波导代替传统的直波导来减小器件的尺寸,并且采用激模波导结构设计1×3分支波导.设计中,利用辐射模和本征基模的叠加来修正光波场,通过改善模匹配来降低分支耦合损耗,并通过对对称输出弯曲分支波导的优化来降低弯曲损耗,最后在1×3光分路器中的两弯曲波导的输入端加入过渡锥形波导来降低损耗和优化分路器的输出均匀性,并用有限差分光束传播法对该1×3分支波导进行数值模拟.模拟结果表明,该结构具有均匀性好、器件尺寸小、损耗小和结构简单等优点,有利于器件的进一步集成.     

新型低损耗1×3光分路器的优化设计

针对传统Y分支光分路器损耗较大的缺陷，采用直锥形波导代替传统的直波导来减小器件的尺寸，并且采用激模波导结构设计1×3分支波导。设计中，利用辐射模和本征基模的叠加来修正光波场，通过改善模匹配来降低分支耦合损耗，并通过对对称输出弯曲分支波导的优化来降低弯曲损耗，最后在1×3光分路器中的两弯曲波导的输入端加入过渡锥形波导来降低损耗和优化分路器的输出均匀性，并用有限差分光束传播法对该1×3分支波导进行数值模拟。模拟结果表明，该结构具有均匀性好、器件尺寸小、损耗小和结构简单等优点，有利于器件的进一步集成。     

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。     

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。     

基于选择填充光子晶体光纤的二维弯曲矢量传感器设计

利用模式耦合理论和有限元求解方法,研究了基于选择填充光子晶体光纤(PCF)的耦合器对弯曲的响应。引入等效折射率(RI),将弯曲波导简化为直波导,仿真确定耦合波长并分析器件弯曲传感性能。研究表明,耦合波长的移动与弯曲曲率呈线性关系,并指示弯曲方向;耦合波长由填充液体折射率和空气孔直径决定;弯曲灵敏度取决于填充孔与纤芯距离。利用此规律,设计了基于选择填充PCF的二维弯曲矢量传感器。在PCF截面上选择相互正交的2个空气孔,分别填充不同折射率液体,2条液体波导各自与纤芯形成耦合器,监测2个耦合波长变化即可求解器件的弯曲曲率及在二维空间中的弯曲方向。该传感器具有良好的设计柔性与制备可控性,具有良好的应用前景。     

1．3μm直条形吸收区超辐射发光管的复折射率矢量束传播方法模拟

束传播方法广泛的应用于无源波导器件的模拟与设计．为了能够模拟有源器件，例如金属包层波导和超辐射发光二极管（ＳＬＤ），我们将复折射率引入其中，器件的增益和吸收通过折射率的虚部来描述．用复折射率的有限差分矢量束传播方法，我们对１．３μｍ直条形吸收区ＳＬＤ进行了模拟与设计，并且给出一种新结构．     

CO_2流动气体波导激光器的研究

本文对波导模的传输损耗、耦合损耗以及波导弯曲引起的附加损耗进行了分析和计算。研制成功CO_2流动气体波导激光器,获得稳定连续的输出,功率达600毫瓦。描述了器件的结构。     

新型直波导阵列波导光栅的设计与仿真

提出了一种基于直波导的新型阵列波导光栅(AWG).与常规阵列波导光栅器件相比,该方法简化了器件结构与制备工艺,有望提高器件成品率,降低器件制作成本.器件的输入/输出耦合器采用自聚焦平板波导(GISLAB),其输入/输出均为平端面.阵列波导采用直波导取代常规AWG的弯曲波导,可采用光敏平板波导材料通过两次紫外写入实现.采用半矢量光束传输法对器件进行模拟,结果表明该器件可以实现多波长的解复用,其解复用的信道间隔为3.2 am,输出光谱非均匀性约为1.6 dB.     

波导雪崩光电二极管有望用于1550 nm光

美国德克萨斯大学和朗讯科技公司的研究人员用端照射波导结构制作了波导约束 In Ga As/ In Al As雪崩光电二极管 (APD)。该器件综合了波导与雪崩光电二极管的特征 ,可望用作对 1.55μm通信波段快速灵敏的光电二极管。该器件建立在独立吸收负载倍增 (SACM)电路的基础上 ,全增益带宽 2 7GHz,增益 -带宽乘积 12 0 GHz。因为 In Al As可透过 1.55μm光 ,且过量噪声低 ,所以选它作器件的倍增区和包覆材料。在 In P衬底和缓冲层上用分子束外延生长各层。完全的波导独立吸收负载倍增雪崩光电二极管在 90 %击穿时暗电流保持在 50 n A以下 …     

单侧耦合16×0.8nm阵列波导光栅的设计、制备及测试

介绍了一种新型16通道、100GHz通道间隔的硅基二氧化硅单侧耦合阵列波导光栅(AWG).通过增加一个Y分支波导结构,并且将AWG的输入、输出波导等间距整齐排列,实现了仅用一个光纤阵列进行AWG器件的耦合封装.这种AWG的结构设计可以有效地减小器件尺寸,增加波导结构的弯曲半径,减少器件抛光及耦合时间,并降低器件成本.     

单侧耦合16×0.8nm阵列波导光栅的设计、制备及测试

介绍了一种新型16通道、100GHz通道间隔的硅基二氧化硅单侧耦合阵列波导光栅(AWG).通过增加一个Y分支波导结构,并且将AWG的输入、输出波导等间距整齐排列,实现了仅用一个光纤阵列进行AWG器件的耦合封装.这种AWG的结构设计可以有效地减小器件尺寸,增加波导结构的弯曲半径,减少器件抛光及耦合时间,并降低器件成本.     

内腔式CO_2波导激光器的研究

我们分析和计算了 TE_(11),波导模的传输和耦合损耗,并且考虑了波导轴线弯曲对激光振荡的影响。在此基础上研制出内腔封离型 CO_2波导激光器。本文描述了器件结构和实验结果。对波导管管径、放电参量和冷却等因素进行了讨论。     

钣金弯曲在波导成型中的应用

本文详细介绍了某波导采用钣金弯曲成型加工的工艺过程,简析了钣金弯曲件在微波器件加工中的应用。     

超快激光在无源光波导器件制造中的应用综述

我国航空、航天等领域的发展推动着全光通信、光信息处理等技术的不断革新。光波导器件作为关键一环,其制备工艺对性能的影响至关重要。超快激光作为一种新型的激光光源,具有极高的能量密度和极短的脉宽,这些特性使得超快激光加工后几乎无热影响区、重铸层等缺陷残留。将超快激光用于制备光波导器件已成为工业界研究的热门领域之一。本文首先阐述了超快激光与常用波导材料的微观作用机理。针对国内外学者利用超快激光制备无源光波导器件的相关研究进行系统综述,详细阐述了光路变换器、功率分配器和波导型透镜等典型无源光波导器件的超快激光制备方法和器件性能;结合当前研究进展和面临的主要问题的分析,对未来超快激光制备无源光波导器件技术的发展方向进行展望。