1.3μm InGaAsP／InP脊形波导激光器偏振输出的测量

本文对发射波长为１．３μｍ，具有不同脊形波导宽度ＩｎＧａＡｓＰ激光器的ＴＥ，ＴＭ模偏振输出特性进行了测量，实验观察到脊形波导比较窄的器件具有ＴＥ，ＴＭ模竞争现象，而脊形波导比较宽的器件在阈值电流以上，只有ＴＥ模激射，没有模式竞争。利用偏振度概念计算了阈值电流以上和阈值电流以下的偏振度，并对其进行了讨论。本文指出，只要严格选择激光器的参数，并控制环境温度，合理使用器件，就可获得稳定的偏振输出，而不必     

SOI波长信号分离器的研制

根据大截面单模脊形波导理论和双模干涉机制，在硅片直接键合、背面抛光减薄的ＳＯＩ材料上，通过氢氧化钾各向异性腐蚀的方法，成功地研制出ＳＯＩ波长信号分离器，在波长为１．３μｍ，其插入损耗为４．８１ｄＢ，串音小于－１８．６ｄＢ。     

一种分析三维楔脊形光波导与光纤耦合的方法

和直波导的不同在于，三维楔脊形波导中的光场都是不稳定的.分别对波导-光纤耦合、光纤-波导耦合两种情况，将三维楔脊形波导等效为多段短的直波导，利用束传播法同时对三维楔脊形波导内不稳定的入射、反射场，及它们在传播方向上的偏导进行处理，再用自由空间辐射模法计算透射率和反射率.以SOI楔脊形波导和光纤的耦合为例，验证了该方法的可行性. 关键词： 自由空间辐射模法 束传播法 耦合 透射 楔脊形光波导 绝缘体上硅(SOI)     

全电极脊形波导光传输特性

给出一种较为简便的全电极脊形波导的分析方法,即采用有效折射率方法把此金属包层脊形波导化成一个二维等效平板波导,然后利用微分法得到模的有效折射率满足的方程和吸收损耗系数的解析表达式.作为一个特例,用这种方法对SiO2全电极脊形波导光传输特性如光传播常数和损耗进行了计算, 并得到一些有益的结论.     

有机聚合物非对称弯波导分析与优化

以缩短有机聚合物马赫-曾德尔(M-Z)电光调制器分支波导长度为目的,针对正弦弯非对称脊形波导进行研究,利用全矢量有限差分光束传输分析方法,系统地分析了不同参数下正弦弯非对称脊形波导的传输损耗,并得出优化的结构参数:脊宽w=4μm、分支高度h=11μm、脊形波导弯外侧芯层平板宽度s=2 μm,弯波导长度L=300μm.研...     

集成光学 其他

TN256 2005053611 BPM-FSRM混合法分析SOI脊形波导与光纤混合=BPM- FSRM hybrid method of SOI rib waveguide-to-fiber cou- pling analysis[刊,中]／刘敬伟(中科院半导体所光电中心． 北京(100083)),陈少武…∥光子学报．-2005．34(2)．- 222-225     

脊形波导传输损耗理论分析

新一代计算机光互连普遍采用的垂直腔面发射激光器(VCSEI),是波长为850 nim的多模激光器.为了更好地与其匹配,需要开发截面大小与其输出面大小接近的脊形波导.在成功制备了最小截面积70 μm*50 μm,直线长度21 cm聚硅氧烷脊形波导的基础上,对其损耗机制进行了理论分析.利用微扰理论分析可知吸收损耗可以忽略不...     

脊形聚合物光波导制备及理论分析

报道了利用铝膜作掩模,通过紫外光照射制备键合型聚合物DANS－PMMA脊形光波导的新方法。所制备的聚合物脊形光波导,其形状与通常的脊形波导相同,但内部折射率又与矩形波导类似。从理论上推导出脊形波导的模式本征值方程,并给出相应的归一化通用曲线,可以供相应波导设计和制备作为参考。     

多模脊形光波导的制备及其耦合对准和损耗测量系统

垂直腔面发射激光器,目前在光互连中有着越来越广泛的应用.是一种波长为850 nm的多模激光器,其光输出截面达50μm*50 μm,为了更好的匹配该器件,需要研制大截面多模脊形波导,并且为了满足芯片间光互连的需求,对互连波导长度具有较高的要求.通过改进制备工艺,研制了直线长度为21 cn的多模聚硅氧烷脊形波导,并成功完成...     

超宽带聚合物调制器的优化设计

设计了一种以聚合物作为材料的低损耗、宽带宽的Mach—Zehnder光波导调制器。分析了调制器的脊波导的模式特性,设计了脊波导的结构,并使用BPM软件模拟了脊形波导的光场分布;通过对光场分布的分析,优化了脊形波导的宽度Wg,脊高6,芯层高度H。同时对聚合物调制器的电极进行了优化,包括电极宽度W和电极间距D,使得调制器有较小的导体损耗以及较好的阻抗匹配。并结合了脊波导的结构参数和电极的优化参数,给出了优化结果,它能够使微波的有效折射率与光波的有效折射率达到匹配,从而使带宽达到177GHz,导体损耗为0．2569dB／cm·GHz1／2。     

SOI大截面单模脊形X型分支波导的研制

报道了硅片直接键合（ＳＤＢ）ＳＯＩ大截面单模脊形互型分支波导的研制．对于波长为１．３μｍ的光，在θ＝２°小分支角时，这种分支波导的通道串音小于－２０ｄＢ，辐射损耗小于０．３ｄＢ．直通传输损耗小于０．８５ｄＢ／ｃｍ．     

硅基二氧化硅波导和SOI脊型波导应力双折射研究

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.     

有限元分析法在SOI基微环谐振器设计中的应用

利用有限元法(FEM)分析了大横截面SOI(Silicon-on-insulator)脊型波导的本征模式分布,确定了脊型波导的单模条件。在保证单模传输的情况下,模拟了SOI微环谐振器中波导耦合器的耦合长度、功率耦合系数与波导尺寸和间距的关系。模拟结果表明:对于W=1μm,H=2μm的SOI脊型波导耦合器,耦合长度LC随波导间距d的增加而增大,功率耦合系数随之减小。在波导间距d0.8μm的情况下,耦合长度LC随着归一化脊高r的增加而增大,当d0.8μm时,耦合长度LC随r的增加而减小。模拟结果为SOI微环谐振器的设计和应用提供了理论依据。     

Grating couplers for thick SOI rib waveguides

The use of grating couplers in high index contrast waveguides like silicon on insulator (SOI) offers several advantages over other coupling approaches, including better alignment tolerances and allowing for wafer-scale testing. The grating couplers were developed for nanometric SOI waveguides (Si-wires), and recently also for micrometric rib waveguides. In this paper we review our work in fiber-to-chip grating couplers for thick SOI rib waveguides, where a coupling efficiency of ?2.2?dB was demonstrated experimentally. We also discuss the use of grating couplers to improve optical throughput (étendue) of a planar waveguide Fourier-Transform (FT) spectrometer implemented in thick rib waveguides.     

BPM Simulation and Comparison of 1 × 2 Directional Waveguide Coupling and Y-Junction Coupling Silicon-on-Insulator Optical Couplers

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.     

自由载流子吸收损耗控制研究

利用数值方法研究了SOI脊形光波导损耗问题,重点讨论了PIN结构对自由载流子损耗控制的影响情况。研究表明SOI脊形波导在引入PIN结构后,偏置电压、入射光强和本征区宽度是影响自由载流子吸收损耗的主要因素,通过调整PIN结所加偏置电压、入射光强和本征区宽度,可以实现对脊形波导自由载流子吸收损耗的控制。计算结果可为硅基光调制器和拉曼激光器的设计制备提供一定的参考依据。     

FDTD simulation of time varying optical vortex phenomena in SOI photonic crystal structures

In this paper we analyze the time varying optical vortex phenomena in the gain photonic crystals built on the silicon-on-insulator (SOI) wafer by using the finite difference time domain (FDTD) method. With launching the optical waves in 1.55 μm wavelength to the SOI rib waveguide, optical vortices are generated and the spinning details are observed at various time steps. The analysis results are helpful to understand the progress of optical vortices which may be utilized for the development of future nonlinear optical switches.     

一种适用于任意折射率分布的等效折射率方法

提出了一种新的等效折射率方法,可以将光波导的两维折射率分布精确等效成一维折射率分布。从波动方程出发,通过严格的数学推导,得到了一维等效折射率分布的表达式。该等效折射率分布由二维光波导的模场分布和折射率分布决定。在此等效过程中,几乎无任何近似,因此具有比传统等效折射率方法(EIM)更高的精度,而且不受波导截止条件的限制,并适用于任意的折射率分布结构。以SOI(silicon-on-insulator)脊型光波导为例,给出新方法的一个具体等效实施过程,比较了新方法与传统等效折射率方法计算得到的等效模场分布及等效折射率,结果显示本文方法的有更高的计算精度。最后,文中给出了一个利用这种等效方法计算弯曲波导损耗的例子。新方法可以使对三维结构(截面为任意折射率分布)的模拟简化成二维模拟。     

大截面SOI脊型波导单模条件的研究

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.     

硅基脊型波导器件过渡区损耗及偏振效应

在绝缘层上的硅材料上制作了四种具有不同输入输出结构的星形耦合器并进行了测试,对脊形波导与平板波导相互过渡时过渡区的损耗问题进行了研究和讨论,计算得到在所使用的材料参量下利用锥形结构可以得到1dB左右的最小损耗,这一损耗是由于脊型波导与平板波导间的模式失配造成的。以文献中的实验数据为出发点,分析了脊形波导的偏振问题,并通过对脊型波导器件层厚度、脊高、脊宽进行优化设计,得到了不同偏振模式的有效折射率差仅为10^-5量级的单模脊型波导结构,这样的偏振效应在器件设计中可以忽略。