集成光学光纤陀螺芯片

本文首次报道了国内研制的集成光学光纤陀螺芯片,详细描述了其设计考虑与制作。单 Y 型多功能钛扩散铌酸锂芯片包含消光比大于35dB 的薄膜波导偏振器、分束比为49.5/50.5的3dB 分束器/合束器、半波电压小于5伏的相位调制器,光纤—器件—光纤插入损耗为5.4dB。     

再入式集成光学陀螺原理研究

就再入式集成光学陀螺(IOG)的原理进行了理论分析,通过对敏感环长度为20m的集成光学陀螺光纤仿真系统的开环输出信号的分析,验证了输出信号中再入分量的存在,从而在实验上验证了再入的原理。为了从陀螺输出信号中提取高阶的再入信号,提出了一种占空比不为0.5的方波调制方案,使得在采样时间间隔τ内,只有对应阶次的再入信号被偏置在灵敏度最大的位置。这种方案有望给有源和无源再入式集成光学陀螺的信号读出提供一种有效的解决方法。     

Si基微纳集成光波导的理论设计

提出了一种宽度从微米到亚微米、深亚微米、再到纳米级渐变的微纳集成结构光波导，并通过理论分析和模拟计算得到了基于Si基半导体材料的微纳集成光波导参数. 其制作工艺非常简单，插入损耗在1～2.5dB之间. 这种微纳集成光波导不但可解决芯径为10μm的单模光纤与纳米量级的光子晶体波导器件间的光对接、耦合和互连等难题，还可缩小光波导器件芯片的单元尺寸，有利于提高器件的集成度. 为光电子器件向纳米光子集成方向的发展提供了新途径，为新一代全光通信用微纳新原理光电子器件及功能集成的发展提供了新思路.     

Si基微纳集成光波导的理论设计

提出了一种宽度从微米到亚微米、深亚微米、再到纳米级渐变的微纳集成结构光波导,并通过理论分析和模拟计算得到了基于Si基半导体材料的微纳集成光波导参数.其制作工艺非常简单,插入损耗在1～2.5dB之间.这种微纳集成光波导不但可解决芯径为10μm的单模光纤与纳米量级的光子晶体波导器件间的光对接、耦合和互连等难题,还可缩小光波导器件芯片的单元尺寸,有利于提高器件的集成度.为光电子器件向纳米光子集成方向的发展提供了新途径,为新一代全光通信用微纳新原理光电子器件及功能集成的发展提供了新思路.     

Si基微纳集成光波导的理论设计

提出了一种宽度从微米到亚微米、深亚微米、再到纳米级渐变的微纳集成结构光波导,并通过理论分析和模拟计算得到了基于Si基半导体材料的微纳集成光波导参数.其制作工艺非常简单,插入损耗在1～2.5dB之间.这种微纳集成光波导不但可解决芯径为10μm的单模光纤与纳米量级的光子晶体波导器件间的光对接、耦合和互连等难题,还可缩小光波导器件芯片的单元尺寸,有利于提高器件的集成度.为光电子器件向纳米光子集成方向的发展提供了新途径,为新一代全光通信用微纳新原理光电子器件及功能集成的发展提供了新思路.     

集成光学干涉仪光纤陀螺

简述了集成光学干涉仪光纤陀螺（ＦＯＧ）的技术优势、发展概况和采用的技术途径，介绍了适用于不同技术条件要求的三种多功能集成光学芯片结构和相应的信息处理方法。简要地概括了目前国外ＦＯＧ的发展水平。     

基片集成波导弯曲结构的研究

基片集成波导以其低损耗和易于集成等特点越来越广泛地应用于微波毫米波电路中。在实际应用中,基片集成波导的直角弯曲结构的运用是不可避免的。针对传统的弯曲结构进行改进,仿真了直切弯曲结构和圆弧弯曲结构的传输特性。并在分析基片集成波导中电感销钉的特性之后,设计了一种含销钉的直角弯曲结构。仿真和实测结果表明,所设计弯曲结构的回波损耗小于-15dB,带宽达到4.8GHz,通带内电压传输系数高于-1.5dB,具有良好的传输性能,可以广泛地应用于微波电路中。     

新型混合式集成光学陀螺系统

提出了一种混合式集成光学陀螺系统结构。所有的无源光学器件在单一硅片上进行加工。光源和探测器等有源器件通过倒装焊的工艺进行键合。此种结构的主要优势是去除了外部的调制器,将陀螺系统的集成化提高到一个新水平。详细阐述了混合式集成光学陀螺的调制解调技术。系统的频率调节通过在激光器的输入电流上加载高频方波来实现。当陀螺旋转时,谐振腔内传输的两路光分离,输出呈方波形式,通过检测方波信号可以得到角速度的值。该研究对集成光学陀螺系统的研究有较大贡献。     

三维集成光学芯片中波导之间的耦合研究

为了实现高集成度和高稳定性的三维光学芯片,必须对三维空间波导的耦合特性进行系统研究.本文主要研究三维集成光学芯片中波导之间的耦合问题.通过全波仿真的方法数值模拟波导阵列在不同架构下的电场分布,并分析平行波导间和交叉波导间的耦合效率与波导间距、周围介质折射率、工作波长和夹角之间的关系.在平行波导中,当两个SiO2基片上波导之间的中心间距为0.76 μm和耦合长度为72.5 μm时,垂直方向上波导间的耦合效率达到0.997.在交叉波导中,波导之间的耦合效率对波导夹角很敏感,当夹角大于10°时,波导间不发生耦合,可以通过调整波导间的夹角来控制波导之间的耦合.     

估算SOI单模背形弯曲波导最小弯曲半径的简单方法

采用有效折射率方法计算了SOI弯曲波导由于辐射损耗引起模式截止的最小弯曲半径,得到了一个估算弯曲波导的最小弯曲半径的解析表达式。     

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。     

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。     

基于SOI的光波导和V形槽集成器件

文章介绍了一种基于SOI的集成半导体器件。设计了5μm×5μm的单模光波导,并用APSS软件进行了光场模式分析;利用KOH各向异性腐蚀制造了直的脊波导、Y分支器和V形槽;最后,利用紫外光敏胶将波导和光纤固定。     

光波导放大器的研究进展

总结了光波导放大器近年来的研究新进展,介绍了在材料、制作工艺和波导结构方面取得的成果,分析了今后光波导放大器的研究方向。     

新型反谐振反射光波导传感器的研究

为了寻找到性能更好、灵敏度更高的光波导传感器,在传统反谐振反射光波导结构的基础之上,提出了一种新型反谐振反射光波导传感器,对其反射率和传输损耗进行了模拟,并计算了它的灵敏度.结果表明,与传统表面均匀传感型反谐振反射光波导传感器相比,新型传感器直接将待测的样品作为波导层并且采用了周期结构的反共振层,使大部分光束集中在样品中传播,从而降低了传输损耗,提高了传感器的灵敏度,为波导传感器的制作提供了一定的数值参考.     

一种基于介质集成波导腔的小型化滤波器

为了实现介质集成波导滤波器的进一步小型化,通常要改进其谐振腔;通过在传统的介质集成波导谐振腔中心位置插入一个短路销钉,并且将其上金属平面与腔体四周的金属壁绝缘可以实现其体积的小型化.采用这种小型化谐振腔,设计了四腔微带滤波器,工作在2.8 GHz,相对带宽14.3％.最终加工了这个原型滤波器,仿真和测试结果吻合良好.相比采用传统的介质集成波导谐振腔的滤波器,这个滤波器尺寸可以减小到其1/4以下.     

有机聚合物光波导制作工艺综述

有机聚合物光波导光互连已成为实现短距离计算通信设计目标的最佳解决方法。短距离光互连是未来互连方向,综合性能优良的聚合物多模光波导是光互连中的重要组成部分。有机聚合物光波导的制作工艺对光波导的性能具有重要影响,故此对有机聚合物光波导的制作工艺进行了综述,并提出了一些未来的研发方向。     

集成光杨氏干涉计生化传感器的设计和制备

报道一种结构新颖的集成光杨氏干涉计生化传感器。利用微光机电系统(MOEMS)加工工艺结合离子交换技术在玻璃基底上制作出成对的平行单模光波导阵列,并在每对波导中一条的中间区段淀积一层具有梯度末端的TiO2薄膜,覆膜波导用作传感,裸露波导作为参比,从而构成集成光杨氏干涉计芯片。研制结果表明,这种传感器与传统的集成光杨氏干涉计相比,不仅省去了Y型功率分配器和低折射率介质保护层,而且利用简单的狭缝探测器取代了昂贵的电荷耦合器(CCD)探测器,具有结构简单、制作容易和使用方便等优点。     

Ka波段基片集成波导带通滤波器的设计

基片集成波导(SIW)是近年发展起来的一种新型微波传输结构。应用基片集成波导技术,通过实现耦合腔间的正负耦合,设计了应用于毫米波的交叉耦合滤波器。经三维电磁仿真,通带回波损耗大于22 dB,最小插入损耗小于1.5 dB。仿真结果表明该滤波器具有极高的实际应用价值。     

新型的Si基量子线光波导及其对发展集成光学的意义

新型的Si基量子线光波导具有亚波长甚至纳米尺度的光限制能力,还可以实现小曲率半径的低损耗光传输,因此可以实现高密度集成和纳米集成,成为集成光学领域的研究热点.文章简要介绍Si基量子线光波导的结构和原理、独特优势及其在发展高密度密集纳米集成光路上的应用,并预测了应用于未来集成光路中的新型导光波导的发展方向.