紫外写入技术制备光波导器件研究

研究了采用PECVD方法生长的Si基SiO2波导材料的光敏特性.经过高压载氢处理,利用KrF准分子激光脉冲(工作波长为248nm)在波导材料中诱导出的折射率变化量达到0.005,相对值约增加0.34%.详细研究了紫外光诱导出的折射率变化沿样品深度方向的分布情况.最后,采用紫外写入法在PECVD方法生长的Si基SiO2波导芯层中制备出了单模波导和Y分束器样品,并观测到了通光现象,实测结果与模拟结果一致.     

Si基片上掺Ge SiO_2的火焰水解法制备

用火焰水解法在单晶Si片上沉积了掺Ge的SiO2 (GeO2 SiO2 )粉末 ,随后在高温炉中将此粉末烧结成玻璃 .用光学显微镜观察了样品表面形貌 ,研究了不同的烧结工艺对样品形貌的影响 .用X射线光电子能谱检测了样品的元素组成 ,并用棱镜耦合法测量了样品的折射率和厚度 .结果表明 ,用适宜的工艺条件制备出的掺Ge的SiO2 具有表面平整光滑 ,折射率和厚度可调等优点 ,适合用作Si基SiO2 波导器件的芯层 .     

Si基片上掺Ge SiO2的火焰水解法制备

用火焰水解法在单晶Si片上沉积了掺Ge的SiO2(GeO2-SiO2)粉末,随后在高温炉中将此粉末烧结成玻璃.用光学显微镜观察了样品表面形貌,研究了不同的烧结工艺对样品形貌的影响.用X射线光电子能谱检测了样品的元素组成,并用棱镜耦合法测量了样品的折射率和厚度.结果表明,用适宜的工艺条件制备出的掺Ge的SiO2具有表面平整光滑,折射率和厚度可调等优点,适合用作Si基SiO2波导器件的芯层.     

SiON对Si基SiO2 AWG偏振补偿的数值分析

采用全矢量交替方向隐含迭代方法系统分析了高折射率SiON薄膜对Si基SiO2阵列波导光栅中波导应力双折射的影响.分析结果表明在芯区上或下表面沉积SiON薄膜可以明显减小Si基SiO2阵列波导光栅(AWG)中波导的应力双折射,但这两种补偿方法容易使模场偏移中心位置,不利于波导与光纤的耦合.理想的补偿方法是在芯区上下同时补偿,可减小模场偏移,并用该方法设计了偏振无关的16通道AWG.     

厚二氧化硅光波导薄膜的制备

随着光通信的飞速发展，Si基SiO2平面光波导集成器件的应用更加重要和广泛。在Si基上制备高质量的厚SiO2薄膜，是制作SiO2光波导及其集成器件的基础。本文介绍了Si基厚SiO2薄膜的几种制备方法。     

SiON对Si基SiO2 AWG偏振补偿的数值分析

采用全矢量交替方向隐含迭代方法系统分析了高折射率SiON薄膜对Si基SiO2阵列波导光栅中波导应力双折射的影响.分析结果表明在芯区上或下表面沉积SiON薄膜可以明显减小Si基SiO2阵列波导光栅(AWG)中波导的应力双折射,但这两种补偿方法容易使模场偏移中心位置,不利于波导与光纤的耦合.理想的补偿方法是在芯区上下同时补偿,可减小模场偏移,并用该方法设计了偏振无关的16通道AWG.     

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。     

有机/无机杂化SiO2/Si光波导薄膜的制备及表征

采用有机/无机杂化溶胶-凝胶(sol-gel)法制备了SiO2光波导薄膜材料.采用甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MAPTMS)作为反应先躯体,四丙氧基锆(ZPO)作为调节折射率的材料,正丙醇(n-propyl alcohol)为溶剂,利用旋涂方法在Si基片上成膜,采取低温长时间、高温短时间的热处理方式,制备出无龟裂薄膜.分别采用棱镜耦合仪和原子力显微镜(AFM)研究了不同溶剂量和不同ZPO量情况下,薄膜的折射率、厚度以及表面形貌变化情况.研究结果表明:通过调节正丙醇的用量,可以实现薄膜厚度可控;通过调节ZPO的用量,可以实现薄膜折射率可控;薄膜的表面平整度非常好,在5μm× 5μm的扫描范围内,表面粗糙度小于0.430 nm,表面起伏度小于0.656 nm.     

SiON对Si基SiO_2AWG偏振补偿的数值分析

采用全矢量交替方向隐含迭代方法系统分析了高折射率 Si ON薄膜对 Si基 Si O2 阵列波导光栅中波导应力双折射的影响 .分析结果表明在芯区上或下表面沉积 Si ON薄膜可以明显减小 Si基 Si O2 阵列波导光栅 (AWG)中波导的应力双折射 ,但这两种补偿方法容易使模场偏移中心位置 ,不利于波导与光纤的耦合 .理想的补偿方法是在芯区上下同时补偿 ,可减小模场偏移 ,并用该方法设计了偏振无关的 1 6通道 AWG.     

保偏SiO_2光波导环形谐振腔温度特性研究

利用低压化学气相淀积(LPCVD)技术研制了Si基SiO2保偏光波导环形谐振腔,通过测试不同温度下的谐振曲线,得到了谐振腔双折射率差温度系数,进而利用琼斯矩阵法建立了谐振腔温度特性分析模型,分析了温度波动对谐振腔两个偏振态输出谐振曲线的影响。分析表明,研制的Si基SiO2保偏光波导环形谐振腔芯片具有较好的温度特性,能在较大温度范围内避免温度波动带来的两个偏振态谐振谷的重叠现象。     

Measurement of the birefringence of UV-written channel silicawaveguides by magnetooptic polarization-mode coupling

We report the measurement of the birefringence in integrated-optical waveguides using magnetooptical coupling between the two principal polarizations of the fundamental mode. We demonstrate this measurement technique for directly ultraviolet (UV)-written channel waveguides in silica on-silicon and silica-on-silica. The dependence of the waveguide birefringence on the UV-writing power and UV polarization is investigated. The results are compared with the birefringence of etched waveguides in comparable material systems. An analytical formula for the form birefringence in buried channel waveguides is developed, and measured data are compared with theoretical results     

金属包层渐变折射率平板波导传播特性

本文采用多层线型分割近似，结合欧姆损耗微扰法，分析了金属包层渐变折射率平板波导的传播特性。按此方法计算了几类典型波导的传播常数数值，结果均与精确值相吻合，且物理概念清楚，计算方法简单。     

新的质子源质子交换制作的Z切LiNbO3光波导特性

研究了用己二酸和苯甲酸的不同混合摩尔比作为质子源交换制作的Z切LiNbO3光波导的表面折射率改变、波导深度、折射率分布等光学特性。结果表明，在交换温度为230℃，交换时间为6h时，混合摩尔比较高时，波导为β4相；较低时，为β3相。在β4相时，混合摩尔比越大，波导的表面折射率改变和波导的深度越大；在β3相时，不同的混合摩尔比交换的波导光学特性差别不明显。用双晶X射线衍射法对单苯甲酸和混合摩尔比为60％制作的光波导进行X射线衍射。以上结果对波导器件的制作及理解波导折射率改变的物理机制提供了一些有用的信息。     

硅包层质子交换条形光波导的频率响应

退火质子交换工艺已成为一种制备低损耗铌酸锂光波导的重要技术.但目前对该类光波导传输特性的研究还不多.利用半矢量光束传播法,对硅包层X切退火质子交换铌酸锂条形光波导的频率响应特性进行了数值分析.给出了几种波导结构参数下的计算结果.结果表明,波导传输模式的衰减特性与波长相关.波导的衰减特性,可以通过调整波导表面中心处折射率增量,硅包层厚度,及缓冲层的折射率和厚度来控制.硅包层光波导可以用来制作光频滤波器.     

弯曲光波导端面修饰的设计方法

光波导的弯曲损耗一直是集成光学中一个值得人们重视的问题,为有效地减小光波导弯曲损耗,弯曲光波导的设计成为集成光学波导设计中的一个重要内容.本文在弯曲光波导保形变换方法的基础上,应用几何光学分析方法给出了波导弯曲损耗产生的简洁的物理图像,从而深入地分析了弯曲损耗产生的根本原因,并由此提出了弯曲光波导端面修饰的设计方法.理论分析表明,与传统的弯曲的光波导设计相比,该种设计方法可以有效地减小导波的模式泄漏,从而减小波导弯曲损耗.尤其是在弯曲光波导曲率半径、材料折射率等参数被设定的情况下,该种设计方法成为一种有效的设计方法.     

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。     

非线性薄膜中的导模

对于芯区为克尔型非线性介质,衬底和包层为线性介质的LNL型非线性光波导,给出了各层介质中的场分布和功率分布的数学表达式,纠正了Boardman和Egan在1986年发表的文章中的几处差错,给出了正确的色散方程,并对该文中的典型实例进行了计算,给出了数据和曲线,所得结果的正确性已采用了数值分析法进行过核验。     

飞秒激光直写透明光学材料光波导的研究进展

综述了飞秒激光直写光波导的加工过程和表征方法、可直写形成光波导的不同透明光学材料以及直写光波导应用的进展。总结了飞秒激光直写引起的折射率变化与材料有关,同时还依赖于加工的脉冲能量、脉冲宽度、偏振以及扫描速度等。指出飞秒激光微加工在光子器件领域的有很好的应用前景。     

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。     

用Tl_2SO_4制造玻璃光波导

本文报道了用TI盐(TI_2SO_4)离子交换法制备玻璃光波导的实验结果。与用AgNO_3离子交换制备的光波导相比,波导损耗较低,折射率分布呈准阶跃型,拟合确定其折射率分布函数为费米函数,折射率增量Δn>0.13。