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相似文献
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1.
微环谐振器是集成光学中的关键器件,它的实际滤波特性会受到输入光功率的影响,但长期以来,微环谐振器的稳态模型仅包含线性光学作用。考虑微环谐振器反馈波导中的光学非线性引入的损耗和相移,以及微环耦合器中光学非线性引入的耦合比改变等因素,推导了考虑自相位调制、双光子吸收和热光效应的微环谐振器的非线性模型。重点讨论了双光子吸收和光学非线性引入的耦合器耦合比改变对微环谐振器陷波深度的影响,仿真结果表明,在热光效应和自相位调制产生谐振谱线频移的同时,功率相关的耦合器耦合比的改变对微环谐振器陷波深度的影响较大。  相似文献   

2.
乐孜纯  李锐  胡劲华  董文 《光学学报》2011,(12):144-150
垂直耦合结构纳米微环谐振器是光子集成电路的重要组成单元.主要研究了与其实际制作相关的工艺失准问题.针对高折射率差波导材料垂直耦合结构纳米微环谐振器,先用耦合模理论解析方法研究了耦合系数与直波导和微环波导耦合层厚度d以及横向偏移量△之间的关系,为三维时域有限差分法(3D-FDTD)的精确数值计算确定了模拟范围.之后结合解...  相似文献   

3.
冯丽爽  许光磊  李菲 《光学技术》2007,33(2):202-205
波导耦合器是组成光纤传感系统和光纤通信系统光收发组件及模块的重要元器件,是实现光收发模块一体化光电集成的基础。给出了一种用光纤陀螺系统的X型四端口波导耦合器的工作原理,采用有效折射率法和BPM(Beam propagation method)法建立了耦合器的数学模型,计算并分析了耦合器尺寸在尽可能小的情况下和在满足单模传输的条件下耦合器的耦合系数、有效耦合长度、分光比以及回波损耗等参数之间的关系,并对其关键技术进行了系统的研究。仿真结果表明,所设计的波导耦合器在低损耗情况下分光比可达到50%∶50%,耦合器全长为33.5mm,输入输出波导间距为410μm,芯层截面积为6μm×6μm。  相似文献   

4.
传输矩阵法分析微环谐振器阵列传输特性   总被引:2,自引:1,他引:2  
张小贝  黄德修  洪伟  张新亮 《光学学报》2007,27(9):1585-1592
微环谐振器可用作未来高密度、超大规模集成光路的基本构件,其重要发展方向之一是多环化、阵列化,微环谐振器阵列近来成为研究的热点。基于定向耦合器、环形谐振腔、直波导腔的基本单元传输矩阵,建立了用于分析微环谐振器阵列传输特性的传输矩阵模型。讨论了列间距对传输特性的影响,并数值模拟了不同尺度的奇数行和偶数行情况下谐振器阵列的传输特性。结合此传输矩阵模型,讨论了通过改变微环谐振器阵列的尺度以及耦合系数以实现滤波特性改善的方案。最后数值研究了最小尺度微环谐振器阵列传输特性与腔间耦合系数的关系。  相似文献   

5.
利用不同占空比的亚波长结构剪裁光栅槽的等效折射率来改变光栅的衍射特性实现衍射输出光束与单模光纤之间的模式匹配,通过优化埋氧化层厚度和集成底部金反射镜,可以改善光栅耦合器弱的方向性,从而设计出用于SOI波导与光纤之间高效率耦合的光栅耦合器。采用本征模展开方法,模拟了光栅耦合器随剪裁的光栅槽等效折射率变化的相关特性,在SOI波导和单模光纤之间对波长为1550nm的光获得了最高93.1%的耦合效率,3dB带宽为82nm。  相似文献   

6.
报道了对高斯型及指数型变耦合系数三波导耦合器的一些重要的全光开关特性进行的研究。利用四阶龙格一库塔方法对指数型和高斯型两类变耦合系数三波导耦合器进行了数值计算。数值计算结果表明:对于变耦合系数三波导耦合器而言,功率可在波导1与波导3之间100%转换,而波导2则不可能达到100%的功率输出。与双波导变耦合系数耦合器相比,在相同的最大耦合系数情况下三波导变耦合系数耦合器开关曲线要更陡一些.即具有更好的开关特性。与平行三波导耦合器相比,变耦合系数三波导耦合器作为光开关的最大优点在于开关曲线中不存在振荡。  相似文献   

7.
李欣  王禄娜  郭士亮  李志全  杨明 《物理学报》2014,63(15):154209-154209
本文提出了一种基于U形波导耦合单微环结构的新型SOI(绝缘体上硅)温度传感器.温度变化引起感温部位有效折射率和长度变化,导致传感器的输出光谱发生漂移.根据传输矩阵法和耦合模理论,设计了新型传感器模型,并且分析了感温部位不同时系统输出光谱特性.结果表明:当U形波导耦合单微环整体结构感温时,输出光谱无伪模,消光比达到31 dB,可作为最佳感温元件.相比于传统的双直波导耦合单微环结构,当U形波导的两个耦合点间的距离为微环周长的整数倍数时,FSR(自由光谱范围)可加倍至56 nm,灵敏度提高到89.2 pm/?C,测量范围为298—720 K,实现了SOI微环谐振器的高温测量.  相似文献   

8.
研究了高斯—常数—高斯平滑连接的复合型变耦合系数定向耦合器的开关特性曲线。研究了耦合器各分段长度对开关曲线的影响。数值模拟发现,耦合器各组成部分的参量对耦合器开关曲线尾部的振荡及开关功率的大小均有影响,且呈现出一定的规律性。高斯型波导部分的相对长度以及直波导部分所占份额共同决定了耦合器开关曲线尾部的振荡大小,且开关曲线的振荡与耦合函数的傅里叶变换的振荡密切相关。  相似文献   

9.
聚合物微环谐振器电光开关阵列的优化与模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用耦合模理论、电光调制理论和微环谐振理论,提出了一个聚合物微环谐振器电光开关阵列的模型.该器件由N-1个微环和N条平行信道构成,在微环上施加不同方式的驱动电压,可以实现N条信道的开关功能.以7微环8信道结构为例,在1550 nm谐振波长下对该器件进行了优化和模拟.结果表明,微环波导芯的截面尺寸为1.7μm×1.7μm,波导芯与电极间的缓冲层厚度为2.5 μm,电极厚度为0.2μm,微环半径为13.76 μm,微环与信道间的耦合间距为0.14μm,输出光谱的3 dB带宽约为0.05 nm,开关电压约为8.1 V左右,插入损耗约为0.23~4.6 dB,串扰小于-20 dB.  相似文献   

10.
为了实现在一种稳定的材料上制作简单的光栅耦合器,提出了在钛扩散铌酸锂波导上制作光折变长周期光栅耦合器的方案。利用有效折射率法和耦合模理论,确定了耦合器的结构参数,包括光栅周期为74.28μm,两波导的分开距离为8μm以及100%耦合情况下光栅的最小长度为2.42 cm。分析了传输光谱,得到3 d B带宽为5.20 nm。模拟结果表明,当光栅长度和偏移距离的容差分别为0.37 cm和0.21 cm时,耦合效率可以达到90%以上。该耦合器有望应用于粗波分复用系统。  相似文献   

11.
大截面SOI脊型波导单模条件的研究   总被引:2,自引:2,他引:0  
利用有限差分方法(FDM)对大横截面SOI(Silicon-on-insulator)脊型光波导的本征模进行了计算分析, 从而确定了SOI脊型波导的单模条件, 即归一化外脊高和归一化脊宽的关系. 通过比较, 进一步明确了归一化外脊高大于0.5时现有的单模条件解析公式中常数项的取值为0.3. 同时, 还对归一化外脊高小于0.5时的单模条件也做了计算和讨论.  相似文献   

12.
SOI梯形大截面单模脊形波导的研制   总被引:6,自引:2,他引:4  
赵策洲  刘恩科 《光学学报》1994,14(7):83-784
报道了硅片直接键合SOI单模梯形大截面脊形波导的研制,对于小长为1.3μm的光这种脊形波导的传输损耗小于0.85dB/cm。  相似文献   

13.
硅基二氧化硅波导和SOI脊型波导应力双折射研究   总被引:4,自引:2,他引:2  
何忠蛟 《光子学报》2006,35(2):201-204
采用有限元方法分析了硅基二氧化硅波导和SOI(Silicon on Insulator)脊型波导内部残留热应力引起的双折射.对于硅基二氧化硅波导,应力双折射系数的数量级为10-4,对于上包层为空气的SOI脊型波导,该系数的数量级为10-5,对于上包层为SiO2的SOI脊型波导,该系数的数量级为10-3,可见在硅基二氧化硅波导和上包层为SiO2的SOI脊型波导中产生了大的应力双折射,而在上包层为空气的SOI脊型波导中应力双折射较小.  相似文献   

14.
For developing large area opto-electronic silicon-on-insulator (SOI) devices, the optical coupler is a basic key device. In this article, the authors design and simulate 1 2 2 directional waveguide coupling and Y-branch coupling optical couplers based on Unibond SOI rib waveguides. The beam propagation method (BPM) is used for light propagation analysis. The simulation results and comparisons of the two kinds of optical couplers are reported. The S-bend waveguide for attaching to the two kinds of SOI optical coupler is also analyzed by BPM. We find that the directional coupler has lower power loss, but the Y-junction coupler is more wavelength insensitive with the same device size and splitting angle. The fabrication tolerance analysis shows Y-junction coupler has better fabrication characteristics.  相似文献   

15.
有机聚合物光波导近年来成为研究的热点,它为实现下一代的光电集成回路提供了另外一种选择。它所具有的一系列优点如下:(1)与传统的材料相比,有机聚合物光波导容易在各种衬底上制作,其制作成本也得以降低,并且使得与有源器件如激光器、调制器、探测器的单片集成成为可能;(2)有机聚合物波导材料的折射率可以进行调整以满足耦合损耗和弯曲损耗的折中选择;(3)此外,有机聚合物的热光系数比SiO2大一个数量级,而其导热系数却比SiO2和Si小得多。有机聚合物Y分支是强度调制器和光开关等器件的重要组成。光波导器件在和单模光纤一起使用时要求其实现单模传输,这样可以减少耦合损耗。利用变分有效折射率法计算了聚合物Y分支脊形波导的光场分布。变分有效折射率法是变分法(VM)和有效折射率法(EIM)的结合,它结合了两种方法各自的优点,能够很精确地模拟光场分布情况。利用变分有效折射率法验证了满足单模传输的脊形波导结构参数:芯层厚度为1.5μm,脊高为0.2μm,脊宽为5μm。  相似文献   

16.
For development of complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS)-compatible integrated optical circuits, vertical directional coupling between a hybrid plasmonic slot waveguide and a Si waveguide is theoretically investigated in detail. To determine the vertical separation gap and efficient coupling length, we investigate the characteristics of the even and odd supermodes at a wavelength of 1.55 μm. The vertical coupler transfers 90% of the power carried by the Si waveguide to the hybrid plasmonic slot waveguide after normalizing to reference waveguides when the gap is 60 nm and the coupling length is 2.6 μm. Because of the lossy hybrid guided mode in the plasmonic waveguide, the transmitted power exhibits damped sinusoidal behavior depending on the overlapping length. The proposed vertical coupler shows more efficient light coupling between a dielectric and plasmonic waveguide in comparison to the other types of hybrid coupler, and can be exploited further for on-chip integrated opto-electronic circuits.  相似文献   

17.
This paper describes the experimental results on the orthogonally polarized mode conversion in a YIG rib channel waveguide, in which a small magnetic field induced around the electrode deposited on the waveguide was used. The dependence of mode conversion efficiency on the coupling length and the effect of a d.c. bias field applied to the waveguide were investigated. The Faraday rotation angle of the fabricated YIG rib channel waveguide was found to be 160° cm–1, which was a reasonable value compared with that in the YIG planar waveguide reported previously. Furthermore, an increase in conversion efficiency and a decrease in switching time were found in the presence of a d.c. magnetic bias field.  相似文献   

18.
Structural model and design technique are proposed for a polymer directional coupler electro-optic switch with rib waveguides and push-pull electrodes, of which the electric field distribution is analyzed by the conformal transforming method and image method. In order to get the minimum mode loss and the minimum switching voltage, the parameters of the waveguide and electrode are optimized, such as the core with, core thickness, buffer layer between the core and the electrode, coupling gap between the waveguides, electrode thickness, electrode width and electrode gap. Switching Characteristics are analyzed, which include the output power, insertion loss, and crosstalk. To realize normal switching function, the fabrication error, spectrum shift, and coupling loss between a single mode fiber (SMF) and the waveguide are discussed. Simulation results show that the coupling length is 3082 μm, push-pull switching voltage is 2.14 V, insertion loss is less than 1.17 dB, and crosstalk is less than −30 dB for the designed device.  相似文献   

19.
The silicon-based three-dimensional hybrid long-range plasmonic waveguide not only supports long-range propagation distance (~mm) but also has an ultra-small modal area (~10?2 μm2) at 1.55 μm. Here, we propose a directional coupler for effective coupling from a dielectric slab-waveguide to the hybrid plasmonic waveguide on a silicon platform. Our simulation results show that the coupler is able to excite hybrid long-range plasmonic mode with short coupling length, low insertion loss, and high extinction ratio. With the arm separation of 0.3 μm, the coupling length can be made 5.2 % of the propagation length of the hybrid plasmonic waveguide, while the insertion loss and extinction ratio are ?0.12 and 22.4 dB, respectively. This coupler offers the potential applications in signal routing between the hybrid long-range plasmonic waveguide and dielectric waveguide in the photonic integrated circuits.  相似文献   

20.
锥形脊结构半导体光放大器的有限元分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
王涛  王正选  黄德修 《光学学报》2003,23(3):41-347
为提高半导体光放大器与单模光纤耦合效率,建立了半导体放大器的锥形脊结构模型。在该模型下利用有限元数值模拟方法分析,计算了波导区折射率、锥尖宽度、条形波导尺寸、渐变折射率波导层对锥形脊结构模式扩展的影响。通过完善锥形脊结构参量的设计,获得了锥形脊结构半导体光放大器与单模光纤95%的耦合效率。  相似文献   

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