聚合物热光可变光衰减器

提出一种旁路结构聚合物热光可变光衰减器(variable optical attenuator,VOA)的设计,采用旁路波导可提高衰减效率并降低串扰.软件模拟验证,无间距旁路VOA衰减可达28dB,比未加旁路波导的相同结构VOA增加10dB,但同时插入损耗增加0.3dB,串扰低于-44dB,理论功耗为40mW.采用倒脊形结构研制了原理性的热光聚合物VOA,测得衰减大于11dB,相应输入电流为66mA,具有明显的热光效应.     

光可变衰减器的研究进展

光可变衰减器（VOA）作为波分复用（WDM）网络中关键的功率管理器件,能够实现信道均衡和自动增益控制功能.微电机械系统（MEMS）型和热光型VOA以其衰减范围宽、功耗低、体积小、易于集成等优点成为研究重点,热光特性极佳的聚合物材料则成为最引人注目的热光材料.文章对已有的VOA器件作了概括分类,介绍了各种MEMS型VOA,还从热光材料的角度,总结了聚合物材料的研究成果,对已见报道的基于聚合物的各种热光型VOA进行了重点的描述和分析.最后给出了VOA的两种网络实例.     

650nm波长低功耗聚合物可变光衰减器的研制

为了有效改善基于无机材料的可变光衰减器(VO A)功耗大以及成本高的问题,设计并研制了一种基于有 机聚合物材料的低功耗马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型VOA器件。为保证器件的单模传输,优 化了波导的结构和横截面 尺寸,同时对加热电极的热场分布进行了模拟分析。最后,采用紫外光刻和湿法刻蚀等半导 体工艺,制备出功耗较低、响应速 度较快的VOA器件。在650nm工作波长下,测得器件的衰减为14.6dB,驱动功率仅为12.3mW,器件的上升时间为 240μs, 下降时间为200μs。实验结果表明,采用聚合物材料,并通过对器 件的结构参数进行优化,可研制出工作在可见光波段的低功耗VOA器件。     

光可变衰减器

本文详细介绍一种光可变衰减器的工作原理、设计方法和试验结果。衰减器采用金属蒸发镀膜衰减片作为衰减元件,连续衰减和步进衰减相结合。可变衰减范围大,衰减量稳定。     

全光纤热光型可变光衰减器

根据光纤包层中的倏逝场机制,将具有热光效应的聚合物材料直接覆盖在侧边抛磨光纤上,进行了全光纤热光型可变光衰减器(VOA)的研究.根据理论分析,确定了在侧边抛磨光纤的抛磨区上覆盖材料的折射率与纤芯中光衰减量之间的关系,为选择适当折射率的热光材料提供依据.设计适当的侧边抛磨区,利用先进的轮式侧边抛磨技术,制备了侧边抛磨光纤,以达到最佳可变光衰减效果.采用螺绕电极和优化封装,制作出性能优良的全光纤热光型可变光衰减器.性能测试表明,器件插入损耗小于0.1 dB,衰减范围为0~80 dB,偏振相关损耗小于0.02 dB,背向反射大于70 dB.该方法制作的全光纤热光型可变光衰减器具有可用电驱动调控、可靠性高等优点.     

低功率消耗SOI基热光可变光学衰减器

制作了带有U形隔热槽的马赫-曾德干涉型SOI热光可变光学衰减器,在1510～1610nm波长范围内动态调节范围可达到0～29dB. 与未加隔热槽的相同结构光学衰减器相比,器件插入损耗和调制深度不受影响,最大功率消耗降低了230mW.     

低功率消耗SOI基热光可变光学衰减器

制作了带有U形隔热槽的马赫-曾德干涉型SOI热光可变光学衰减器,在1510～1610nm波长范围内动态调节范围可达到0～29dB.与未加隔热槽的相同结构光学衰减器相比,器件插入损耗和调制深度不受影响,最大功率消耗降低了230mW.     

低功率消耗SOI基热光可变光学衰减器

制作了带有U形隔热槽的马赫-曾德干涉型SOI热光可变光学衰减器,在1510～1610nm波长范围内动态调节范围可达到0～29dB.与未加隔热槽的相同结构光学衰减器相比,器件插入损耗和调制深度不受影响,最大功率消耗降低了230mW.     

基于Polymer/SiO_2的快速低功耗可变光衰减器的研制

为了有效改善基于无机材料的可变光衰减器(VOA)功耗大以及全聚合物VOA响应速度慢的问题,设计并研制了一种基于有机聚合物/无机SiO2材料的马赫曾德尔干涉仪(MZI)型VOA器件。根据脊型波导结构的单模传输条件,设计并优化了单模波导的截面尺寸,同时对器件结构进行了模拟,采用光刻和显影等工艺制备出功耗较低、响应速度快的VOA器件。在1550nm通信波长下,器件的衰减范围为23dB,最大功耗仅为14mW,器件的上升时间为252μs,下降时间为384μs。实验结果表明,采用有机/无机混合波导结构,并通过对器件结构参数的优化,可以实现功耗低且响应快速的VOA器件。     

基于平行式液晶技术的可变光衰减器

介绍了一种基于液晶技术的可变光衰减器(VOA)的原理,提出了设计方案,并对器件性能进行了测试.结果表明: 器件可实现小于1 dB的插入损耗,提供0～30 dB的动态衰减范围,小于0.1 dB的分辨率,响应时间小于50 ms.     

Polymer 1×2 Thermo‐Optic Digital Optical Switch Based on the Total‐Internal‐Reflection Effect

This letter presents a polymer 1×2 thermo‐optic total‐internal‐reflection digital optical switch (TIR‐DOS) with an index contrast of 1.5%‐Δ operating at low power consumption. The structure of our 1×2 TIR‐DOS was created by adding a reflection port to that of a conventional multimode filtering variable optical attenuator. To improve the total‐internal‐reflection efficiency, a heater offset was applied to the crossing region of multimode waveguides of the TIR‐DOS. The fabricated 1×2 TIR‐DOS shows a low electrical power consumption of 18 mW for an on‐off ratio of 35 dB.     

一种基于SOI材料的新型可调谐光衰减器的设计

设计了一种新型的、基于SOI材料的可调谐光衰减器,其调制区采用了独特的双脊型PIN结构,增强了注入电流场与光场的重叠,提高电注入效率.用BPM方法分析了波导结构的传输损耗,用有限元法分析了二维PIN结的电注入特性.结果表明该结构的光衰减器有良好的性能.     

光子晶体波导可调光衰减器

提出一种直接用光子晶体(PC)波导实现的新型可调光衰减器(VOA)。基于填充液晶的光子晶体方向带隙的可调节性,通过调节液晶指向矢的旋转角实现对光子晶体波导衰减量进行控制。采用时域有限差分法(FDTD)对其原理和结构参量进行了分析。数值模拟结果表明,随着液晶旋转角从0°～90°改变,填充液晶的光子晶体波导可以实现光通量在0.5～25.4dB的动态衰减,它插入到普通光子晶体波导之间的额外损耗只有0.2dB,尺寸仅为微米量级。     

GSK02型光可变衰减器

本文详细介绍ＧＳＫ０２型光可变衰减器的工作原理、设计方法和试验结果。光可变衰减器采用金属蒸发镀膜衰减片作为衰减元件,连续衰减和步进衰减相结合,可变衰减范围大,衰减量稳定。     

A 1×4 Polymeric Digital Optical Switch Basedon the Thermo-Optic Effect

提出了基于热光型聚合物的集成有S弯曲光衰减器的1×4 Y分叉数字光开关. 利用开关与光纤阵列耦合用的S弯曲,将其设计成可变光衰减器,这使得器件更紧凑,并获得低串扰和大分叉角. 在小于200mW的驱动功耗下,器件串扰可低至-35dB.     

基于热光效应的1×4聚合物数字光开关

提出了基于热光型聚合物的集成有S弯曲光衰减器的1×4 Y分叉数字光开关.利用开关与光纤阵列耦合用的S弯曲,将其设计成可变光衰减器,这使得器件更紧凑,并获得低串扰和大分叉角.在小于200mW的驱动功耗下,器件串扰可低至-35dB.     

基于3 μm-SOI的波分复用/解复用器与电吸收型VOA的单片集成

波分复用/解复用器与可调光衰减器的是光通信系统中的重要元器件。为了得到制备工艺简单、响应速度快的二者的单片集成芯片,并且考虑到其与其他不同光器件的集成可能性,在绝缘体上硅材料制作了16通道、信道间隔200 GHz的阵列波导光栅复用/解复用器与电吸收型可调光衰减器的单片集成。该器件的片上损耗小于7 dB,串扰小于-22 dB。电吸收型VOA在20 dB的衰减量下的功耗为572 mW （106 mA,5.4 V）。此外,该器件可以实现光功率的快速衰减,在0~5 V的外加方波电压下,VOA上升及下降时间分别为50.5 ns和48 ns。     

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。     

2×2有机聚合物的全内反射型热光光开关

利用有机聚合物材料的负性热光效应 ,设计并研制成功了 2× 2全内反射型光开关。所研制的无阻塞 2× 2光开关 ,具有 >2 7dB的消光比 ,全内反射状态下 ,器件驱动功率约为 132mW (驱动电压约 3V×驱动电流约 4 4mA) ,这一驱动功率值可以降至 5 0～ 6 0mW ,同时给出器件插入损耗的测试结果。