三环型波导微环谐振器无热化生物传感器

针对温度波动对生物传感器探测性能的影响,本文提出了一种三环型波导微环谐振器无热化生物传感器。传感器芯片以3个微环谐振器为一个传感单元,3个微环谐振器并联排列,且分别工作在1 500、1 550和1 580 nm波长,以其中两个为基本探测微环,另外一个作为备用微环。由于3个微环工作波长不同,可通过运算消去温度对探测谱线变化值的影响项,从而实现传感器的无热化探测。相对于传统的无热化方案,本方案制备材料不受限,且无需参考微环,不存在浪费面积,集成度更高。另外备用微环的设计可以防止部分微环工作失常时传感器无法工作情况的发生,提高了系统的稳定性及可靠性。     

跑道型结构光子晶体波导定向耦合器

鉴于波导定向耦合器在集成光路以及光电集成方面的广泛应用,提出了一种基于光子晶体波导间高效耦合的光子晶体定向耦合器。通过主波导和耦合波导间的耦合,可以实现对波长为1 490 nm和1 550 nm电磁波的高效分光。在将器件长度控制在30 μm左右的同时,其总效率高达93.05%。另外,发现主波导和耦合波导间介质柱结构参数对电磁波的耦合周期有着极大的影响。并通过将介质柱沿z方向拉伸0.1a(a为晶格周期),设计了工作波长为1 530 nm和1 540 nm的光子晶体定向耦合器,器件长度仅为60 μm。通过拉伸介质柱的纵向长度,可以大幅减小耦合周期,这对缩小器件体积以及实现更为密集的波分复用有着重要的意义。     

干涉式集成光学陀螺关键技术及应用前景分析

干涉式集成光学陀螺仪利用光电子集成技术实现陀螺系统的芯片化，在实现高性能的同时，可实现批量化生产，满足低体积、重量、功耗和成本（SWa P+C）指标，在无人领域具有重要应用前景。根据干涉式集成光学陀螺的发展脉络及趋势，设计了基于氮化硅的低损耗波导环和单偏振波导谐振腔、异质波导集成耦合结构等关键部件，搭建了基于无源芯片与光纤环的干涉式集成光学陀螺实验样机，实现精度0.03°/h(Allan方差)，为目前国内已有报道同类陀螺系统的最优精度。最后，给出了干涉式集成光学陀螺的应用前景分析。