快速可调谐电光聚合物波导光栅

提出并设计了快速可调谐电光聚合物波导光栅.该波导光栅通过极化聚合物的线性电光效应 可实现谐振波长的纳秒级快速调谐，调谐灵敏度为61pm/V.研究了该波导光栅的反射谱和透 射谱特性与光栅周期,周期数,折射率调制函数及其调制大小的关系.讨论了波导光栅的材料 选择,制备工艺,快速可调谐性和偏振相关性.该波导光栅不仅克服了光纤光栅调谐速度慢和不利于大规模集成的不足，而且具有调谐灵敏度高,制备工艺与半导体工艺兼容和偏振无关 等优点. 关键词： 光通信器件 光波导 电光效应 聚合物 波导光栅 光纤光栅     

一种温度不敏感型阵列波导光栅的研究

研究了的一种新型温度不敏感型阵列波导光栅(AWG)。该新型温度不敏感型阵列波导光栅的波导采用混合材料的波导结构，该混合材料波导通过在石英波导芯层上旋涂聚合物材料的上包层，达到改变波导温度特性的目的，使得阵列波导光栅的温度敏感性降低。通过理论分析和有限差分方法研究了其中两种结构：三层混合材料波导构成的阵列波导光栅和四层混合材料波导构成的阵列波导光栅，计算了该新型温度不敏感型阵列波导光栅的温度特性。结果表明，在一定的设计下，温度变化0～50℃时，这两种温度不敏感型阵列波导光栅的最大波长漂移量小于0．03nm，不到无温度控制时常规阵列波导光栅最大波长漂移量的4％。     

平面波导偏转光栅特性分析

本文借助由偏转波耦合方程得出的偏转系数R就平面波导偏转光栅的角度特性以及频率特性进行了讨论。分析表明,偏转光栅的这些特性主要决定于入射波与偏转波间耦合系数|K|与光栅长度L的乘积|K|L,而不单独依赖于|K|或L。     

聚合物脊形光波导TM模色散特性的偏振修正

有机聚合物脊形光波导的色散特性对聚合物光子学器件性能具有重要影响.本文利用标量变分理论计算脊形光波导的有效折射率,其用到的近似光场分布运用变分有效折射率法获得.考虑折射率分布的横向变化,基于导模满足的矢量波动方程,利用微扰法对标量变分理论所得有效折射率进行偏振修正,求得精度更高的色散特性.对聚合物多模脊形光波导基模和高阶模的色散特性进行分析,研究了波导结构参数对色散特性的影响,分析了单模波导TM、TE基模的偏振色散特性.研究结果表明,运用本征方程分析TM模的色散特性误差大,必须加以修正;而对于TE模,其误差相对较小.     

长周期波导光栅窄带光滤波器特性的模拟

利用两路平行的刻有长周期光栅(LPWG)波导间耦合的理论模型,研究了LPWG波导光滤波器,利用弱耦合实现高耦合效率和窄带滤波的方法,设计了一个窄带光滤波器。仿真结果表明,在1 530~1 560 nm范围,能实现单一的带通、带阻互补滤波输出,3 dB带宽为1 nm,耦合效率高达98%。     

PPQ共轭有机聚合物平面光波导的非线性传输特性的实验研究

从实验上研究了聚苯基喹恶啉（ＰＰＱ）共轭有机物平面光波导中的飞秒光脉冲的非线性传输特性，难过研究其光波导中由于自相位调制效应而导致的光谱展宽，得到了ＰＰＱ的非线性折射率，同时表明ＰＰＱ共轭有机物平面光波导中具较大的非线性效应，有可能制作较理想的全光器件。     

微细笔直写聚合物条形光波导的研究

提出一种采用微细笔直写技术直写聚合物光波导的简便方法，利用该技术成功直写出了氟化聚酰胺条形光波导，并着重研究了气体压力和直写速度对波导宽度的影响规律。实验结果表明：直写获得的条形波导的边缘整齐、表面光滑，而且不存在小孔等缺陷或杂质。当其他工艺参数不变的情况下，波导宽度随着气体压力的增加而增大，随着直写速度的增大而减小。微细笔直写获得的条形光波导成功地实现了通光，在波长为1550nm处的最小传输损耗为0.59dB/cm。     

650 nm聚合物阵列波导光栅波分复用器设计

选择在可见光波段具有较低吸收损耗的聚甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环氧丙酯 共聚物作为波导包层材料,使用双酚A型环氧树脂作为折射率调节剂,根据材料的折射率设计了单模波导截面尺寸;然后,采用束传播法优化设计出16信道阵列波导光栅(AWG)器件的版图结构。利用Optiwave软件模拟了AWG器件的光传输特性,结果显示,器件的信道间隔为0.845 01 nm,插入损耗小于14 dB,串扰小于-25 dB。     

一种用单模光纤制作亚微米周期光栅的方法

本文报道一种用单模光纤制作亚微米周期光栅的全息方法,并详细分析和讨论了影响光栅质量的各种因素。实践证明这一方法完全适于制作面积不小于10×10mm~2适于集成光学元件需要的高质量光栅。     

聚合物阵列波导光栅复用器关键技术的研究

介绍了阵列波导光栅(AWG)复用器的工作原理;运用光栅衍射理论和马卡提里近似法,对中心波长为1.55 μm,波长间隔为1.6 nm的聚合物AWG进行参量设计,通过数值模拟验证了设计的正确性.用甲基丙烯酸甲酯类聚合物对AWG的制备工艺进行了研究,用铝作掩模制作了聚合物光波导,测试结果表明在1.55 μm处波导实现单模传输.     

紫外固化型聚合物高阶布拉格波导光栅滤波器

利用紫外固化材料SU-82005与热交联聚合物甲基丙烯酸甲酯一甲基丙烯酸缩水甘油酯[P（MMA—GMA）]分别作为波导芯层和包层材料,通过直接光刻技术,成功实现了厚度为5μm,宽度为9μm,光栅高度为4μm的起伏型高阶布拉格波导光栅滤波器。对光栅器件的谐振波长,光透射率等重要参数进行了模拟设计。测得制备的聚合物高阶布拉格波导光栅滤波器的谐振波长为1550．4nm,消光比为23dB,3-dB带宽为2nm。     

Sensor properties of planar waveguide structures with grating couplers

The paper presents the results of theoretical analysis as well as the results of experimental research involving planar sensor structures with input grating couplers of the period Λ = 800 nm. In the theoretical part of the paper we discussed the influence of the parameters of a sensor structure on it sensitivities. The experimental part of the work presents the results of experimental research involving the influence of refractive index of the cover on the coupling characteristics of sensor structures with grating couplers. The full widths at half maximum (FWHM) were from 0.023° to 0.029°. For the investigated structures we estimated detection thresholds for the changes of refractive index of the cover and the changes of sensitive film thickness. It has been demonstrated that by the application of the elaborated structures we can detect minimal changes of the refractive index (Δn_c)_min = 2.1×10⁻⁶ when the refractive index of the cover n_c = 1.333 and (Δn_c)_min = 1.0×10⁻⁶ when n_c = 1515. For sensitive films of the thickness w < 100 nm, by using the elaborated structures, we can detect mean changes of the thickness along the values lower than 10⁻³ nm.     

Analytical modeling of loss characteristics of a polymer arrayed waveguide grating multiplexer

Theoretical analysis is performed for the loss characteristics of a polymer arrayed waveguide grating (AWG) multiplexer around the central wavelength of 1.55 μm with the wavelength spacing of 1.6 nm. The total loss of the device includes the diffraction loss in the input and output (I/O) slab waveguides, bent loss caused by the AWG and I/O channels, leakage loss resulted from the high refractive index substrate, and propagation loss due to the absorption and scattering of the materials of the device. The effects of some structural parameters on the loss characteristics are investigated and discussed. The computed results show that when we select the core thickness as 4 μm, core width as 6 μm, pitch of adjacent waveguides as 15.5 μm, diffraction order as 50, the number of the arrayed waveguides as 91, that of the I/O channels as 17, confined layer thickness between the core and the substrate as 10 μm, distance between the focal point and the origin as 5500 μm, and central angle between the central waveguide and the x-axis (i.e. the vertical of the symmetrical line of the device) as 60°, the total loss of the device can be dropped to the range 3.79–7.93 dB.     

CMOS compatible highly efficient grating couplers with a stair-step blaze profile

A novel grating coupler with a stair-step blaze profile is proposed.The coupler is a CMOS process compatible device and can be used for light coupling in optical communication.The blaze profile can be optimized to obtain a high efficiency of 66.7% for the out-of-plane coupling at the centre wavelength of 1595 nm with a 1 dB bandwidth of 41 nm.Five key parameters of the stair-step blaze grating and their effects on the coupling are discussed for the application in L band telecommunication.     

Acousto-optic light deflection in an Al2O3 optical waveguide structure

The total deflection of an optical guided wave by a surface acoustic wave (SAW) in a silicon-based SiO₂/AL₂O₃/SiO₂ optical waveguide structure is reported. The SAW is generated by an interdigital transducer with piezoelectric ZnO deposited on top of the optical waveguide structure.     

领结形中空表面等离子体波导的传输特性

设计了一种领结形中空表面等离子体波导.采用频域有限差分法,对这种波导所支持的基模的能流密度分布、有效折射率、传播长度和模式面积随几何结构参数和工作波长的依赖关系进行了分析.结果表明,沿纵向的能流主要分布在两个上下突起所形成的中间区域.通过调整几何参数及工作波长,可以调节模式的有效折射率、传播长度和模式面积.在工作波长确定的条件下,有效折射率随突起半径的增大呈减小趋势,而传播长度和模式面积则随着突起半径的增大呈增大趋势,四个角上的圆弧半径对波导的传输特性有微调作用,左右扇形区域的半径对波导的传输特性有较明显 关键词： 集成光学 光波导 表面等离子体波导     

折射率平面波导光栅耦合特性分析

利用波导系统等效网络分析法,分析了折射率平面波导光栅的耦合特性.计算了影响光栅输入输出耦合的重要参数——损耗系数α,并通过数值计算分析了平面波导光栅各参数对损耗系数的影响.     

基于长周期光栅的有机聚合物高速电光调制器

结合长周期光栅的特性和有机聚合物的优点,首次提出了一种新型的基于长周期光栅的有机聚合物高速电光调制器结构。应用多层光波导理论,分析计算了聚合物折射系数变化与长周期光栅谐振波长的关系。在此基础上进行了模拟实验,结果表明理论分析与实验基本一致。