基于表面等等离波子的新型Y分支波导

新型高效的纳米光波导器件的研制纳米集成光学的核心技术之一。Y分支波导作为最基本的分光和光路连接元件是纳米光学器件设计与制备的基础。运用时域有限差分(FDTD)法,模拟计算了基于表面等等离波子(SPP)的纳米Y分支波导的传输特性。结果表明,该新型Y分支波导在光通信波段可以实现大角度的分光功能,且在180°分支情况下,传输效率仍高达92.8%以上。另外,该波导还具有导波性能良好、对分叉处间隙缺陷大小不敏感及制作容差较大和器件尺寸在纳米量级等特点。对该新型光波导器件的研究为未来纳米集成光学器件的研制和应用有一定的指导意义。     

质子交换LiNbO3波导调制器多模截止波长的测试技术研究

提出并实验了一种采用倒置输入的结构来测定Y分支LiNbO3波导相位调制器的多模截止波长的新方法,模式耦合分析表明,倒置输入的Y分支波导的多模传输的输出功率具有随波长变动发生振荡的特征,该特征可用于定量判定多模截止波长.方法的有效性得到了波束传播法(BPM)仿真和样品实验两方面的验证.     

外应力对Y波导器件尾纤消光比的影响

本文研究了外应力对Y波导器件尾纤消光比及其温度稳定性的影响机理.在对保偏光纤固定部分进行应力分析的基础上,研究了外应力的大小、方向对于光纤应力双折射及尾纤消光比的影响,并分析了消光比的全温稳定性.结果表明,外应力是影响消光比常温性能及全温稳定性的主要因素.当外应力的方向与光纤固有应力双折射的主轴不重合时,尾纤最大消光比会低于保偏光纤的固有消光比,并且耦合后波导芯片与光纤慢轴之间对轴失准.当温度变化时,外应力的变化将导致消光比随温度的波动.当外应力沿着保偏光纤固有双折射主轴方向时,能够确保尾纤在耦合过程中实现最大的消光比,并保证波导芯片偏振方向与光纤慢轴的严格对准,此时尾纤消光比具有最佳的温度稳定性.对V型槽和U型槽光纤固定块进行了尾纤消光比性能及其温度稳定性的比较分析,试验验证表明,V型槽方案相对于难以保证外应力方向与光纤慢轴重合的U型槽固定块设计方案而言,可以有效改善消光比性能及其全温温度稳定性.     

基于光纤反射腔的高灵敏电流传感器方案

提出了一种基于平面Y分支波导与法拉第旋镜的高灵敏度光纤电流传感器结构方案。利用两个法拉第旋镜与平面Y分支波导构成一个光纤反射腔,通过光在腔中的多次反射来增加待测电流导致的传感光纤中的法拉第相移,从而实现对微弱电流的测量。该结构方案中首次采用了平面Y分支光波导,从而可降低光路系统损耗,增加灵敏度,为微弱电流测量的工程化提供了一种可行的方法。     

Optical coding scheme for all-optical analog-to-digital conversion using asymmetrical Y-branch waveguide

The novel optical coding scheme for all-optical analog-to-digital conversion has been proposed, in which asymmetrical Y-branch waveguide structures have been introduced to achieve the desired optical power splitting. The optical performance has been simulated by using finite-difference beam propagation method (FD-BPM), which shows that the designed component exhibits good coding performance. Experimentally, the optical coding component has been fabricated and measured. The optical power contrast between bit code 1 and 0 at output port is more than 37 dB, and measured imbalance of output power is less than 1.5 dB for bit code 1.     

Effect of Residual Resist on Performance of Single-Mode 1 × 4 Optical Splitter in Photosensitive Polymer

Abstract

Polymer residues are generally left in the Y-junctions of the conventional splitters. Besides increased insertion loss, the Y-junction residue results in asymmetric distribution of power at device outputs. An analysis of the device performance in the presence of junction residue is presented and a design to overcome the non-uniformities in output power distribution brought about by the presence of the residue is proposed.     

基于DFB激光器的光学微波信号的产生

采用量子阱混杂的材料集成技术制备并联分布反馈激光器和Y形波导耦合器集成的新型光电器件.两个并联分布反馈激光器的激射模式在频率上稍有差别,这两束不同频率的激光在Y形波导耦合器拍频产生光学微波信号.分别独立调节注入到两个激光器的电流大小,可以得到从13 GHz到42 GHz连续可调的光学微波信号. 关键词： 光学微波信号生成 分布反馈激光器 Y形波导 拍频     

Nanosecond Bias-Free Mach–Zehnder Electro-Optic Switch Based on Dye-Doped Polymer DR1/SU-8 and Microstrip Line Electrode

Abstract

A bias-free Mach–Zehnder interferometer electro-optic switch is demonstrated with a dye-doped polymer Disperse Red 1 (Tokyo Chemical Industry, Co., LTD, Tokyo, Japan)/SU-8 (MicroChem Corp., Newton, Massachusetts, USA) and microstrip line electrode. The device is carefully designed and optimized for bias-free function and high-speed switching using the three-dimensional beam-propagation method and extended point-matching method, and the switch is seriously fabricated by a wet-etching technique and inductively coupled plasma etching technique for good control of dimension parameters. The measured rise time and fall time at 1,550 nm are both at the level of ~10 ns. Owing to the bias-free function and nanosecond response speed, this switch exhibits potential applications of high-speed optical routing and exchanging.     

硅基光波导芯层材料及波导分束器的制备

本文采用溶胶－凝胶法制备了具有紫外感光性的SiO2/ZrO2/H有机无机复合薄膜,利用分光式椭偏仪测得该薄膜在光纤的常用通信窗口0.85 μm、1.31 μm和1.55 μm波长附近折射率分别为1.556 9、1.548 9和1.547 2,与下包层SiO2的折射率（1.46）相比,其折射率差比δ分别为6.64％,6.09％和5.97％,可作为芯层材料用于光波导的制备.通过控制提拉速率可以制作出厚度分别为1.29,2.20,4.00,5.44和6.82 μm的SiO2/ZrO2/H芯层薄膜,以满足0,1,2,3和4阶导模的传输要求.进而利用该薄膜自身的感光特性结合紫外掩模法,制备出相应厚度的1×8Y分支光功率分配器.通光实验表明,该光功分器能够将1.53～1.56 μm波长的光限制在波导内,实现光的传输和分束功能.     

一阶模的滤除及在Y分支和多模干涉结构中的应用

Y分支和多模干涉结构广泛应用于平面光波导器件中，在这些器件中，Y分支和多模干涉结构输出对称性具有重要意义。引入Y分支和多模干涉结构输出的不对称主要原因是这两种结构中产生了一阶导模，设计一种新的耦合器结构，在这个结构中．两根单模波导分别放置在一根多模波导两边，并且单模波导的传播常量与多模波导的一阶模的传播常量相同，这种结构可以将一阶导模滤除。在Y分支和多模干涉结构中使用了这种结构，模拟结果表明，采用这种耦合器的Y分支和多模干涉结构具有非常好的输出对称性。