聚合物微型谐振环波分复用器

研制出用于现代光通信密集波分复用(DWDM)系统的微型谐振环波分复用器(MRRWM)。微环与信道波导采用垂直耦合的方式,利用耦合模理论对器件参数进行了优化设计,设计出模板,并研制出符合器件光学性能要求的聚合物材料。利用反应离子刻蚀技术完成了硅基板上单级和八级的器件制作,波分复用器的中心波长为1.55μm,输出波长间隔Δλ=1.6nm,中心微环半径R=131.95μm,相邻微环半径差ΔR=500.0nm,器件测试结果表明实现了微环谐振输出。     

网格结构微环谐振电光开关阵列的特性分析

设计了由     

超紧凑聚合物五端口光路由器的分析模拟

构建了一种五端口聚合物光路由器,由于四种不同半径的交叉耦合双环谐振器的谐振作用,该器件可完成二维平面内对四个信道波长的定点路由功能。由于聚合物材料和左右覆层材料具有较大的折射率差,四种微环的半径可小至14μm,波导模式振幅弯曲损耗小于10-4 dB/cm。当不同信道波长沿不同端口输入时,得到了波长与路由链路的关系。计算结果表明,各信道波长沿各路由链路的插入损耗为0.03~0.62dB,各路由链路on端口和其他off端口的最大串扰小于-39dB,器件的尺寸约为626μm×495μm。与已报道的硅光路由器相比,该聚合物器件具有相似的微环半径和封装尺寸,且由于零静态功耗、低串扰、低损耗和处理工艺简单、价格低廉等优势,该器件在光片上网络中具有潜在的应用价值。     

杨-顾算法在波分复用器中的应用

把杨-顾算法用在新型纯相位型解复用器的整体设计中，通过设定输入输出面H₁，H₂上应该具有的强度分布，来设计H₁，H₂相位片上应该具有的相位分布．用纯相位调制的方式实现解复用器的分光、聚焦等综合功能，大大简化了解复用器件的结构．同时在应用杨-顾算法的过程中，对算法本身作了拓展，应用于输入面是二维高斯光束，在输出面仍是二维高斯光束的情形． 关键词：     

基于绝缘硅的微环谐振可调谐滤波器

采用电子束光刻和感应耦合等离子刻蚀等工艺,研制了一种基于绝缘硅材料的的微环谐振可调谐滤波器.滤波器微环半径为5 μm左右,波导截面尺寸为(350～500 nm)×220 nm不等.测试结果表明,波导宽度为450 nm时器件性能最为理想,其自由频谱宽度为16.8 nm,1.55 μm波长附近的消光比为22.1 dB.通过对微环滤波器进行热光调制,在21.4 ℃～60 ℃温度范围内实现了4.8 nm波长范围的可调谐滤波特性,热光调谐效率达到0.12 nm/℃.研究了基于单环和双环的多通道上下载滤波器,实验结果表明多通道滤波器的信号传输存在串扰,主要是不同信道之间的串扰,尤其在信号上载时,会在相邻信道产生较大串扰.     

基于绝缘硅的微环谐振可调谐滤波器

采用电子束光刻和感应耦合等离子刻蚀等工艺,研制了一种基于绝缘硅材料的的微环谐振可调谐滤波器.滤波器微环半径为5μm左右,波导截面尺寸为(350～500 nm)×220 nm不等.测试结果表明,波导宽度为450 nm时器件性能最为理想,其自由频谱宽度为16.8 nm,1.55μm波长附近的消光比为22.1 dB.通过对微...     

基于SU-8聚合物的越级衍射型单纤三向波分复用器

介绍了基于阵列波导光栅(AWG)的单纤三向波分复用器的设计、仿真、制作与测试。利用阵列波导光栅的频谱周期性,采用越级衍射方法可在无需改变AWG布局,无需额外元件的情况下覆盖三向波分复用器的整个工作波段(1310~1550nm)。器件的芯层采用较高折射率的SU-8聚合物,下包层是二氧化硅,并用空气作为覆盖层,制作流程简单,只需要紫外光刻,成本低。仿真结果显示三个工作通道3dB带宽都大于11nm,偏振波长漂移不超过0.65nm。器件测试结果验证了越级衍射设计的正确性,在TM偏振态下的第二和第三波长通道的额外损耗是3dB左右,第一波长通道的额外损耗是7dB左右,串扰在-15dB左右。整个器件大小仅1.3mm×0.402mm。     

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。     

集成马赫-曾德尔热光耦合器的可调谐振环优化设计

根据耦合模理论,推导出可调谐光波导谐振环的光强和相位传递函数的表达式,并分析了可调谐谐振环的传输特性.结果表明,谐振环中集成的马赫-曾德尔耦合器的参量设定和调谐方式直接影响谐振环的谐振频率移动范围和调制功率.通过改变耦合器参量对谐振环进行优化设计,在中心波长为1550 am附近,谐振环半径2 cm,传输损耗0.08 dB/cm的情况下,实现了清晰度和最佳谐振深度的调谐,谐振频率的移动范围低于0.027 GHz,降低了谐振环对频率调制器的调频要求,同时降低了耦合器的调制功率.     

利用多模干涉效应集成0.98μm/1.55μm波分复用器及掺铒光信号放大器

波分复用器（ＷＤＭ）作为光纤通信中一种重要的元器件，能够在不改变原有通信线路的条件下，有效地增加光纤通信的容量。传统的波分复用器主要基于色散原理，分光比不能准确控制，信号间串音大；而基于平面波导中多模干涉效应研制的波分复用器，具有体积小，损耗低（＜０５ｄＢ），不受光偏振态的影响，易集成等优点；在很宽的工作波长范围内，受环境变化影响小，适合现代通信器件集成化的发展。利用多模干涉效应（ＭＭＩ）集成的０９８μｍ／１５５μｍ波分复用器，波导长度仅几个毫米，分光比例准确，隔离度可达３０－４０ｄＢ，波形失真小，它不仅可用于１５５μｍ光纤激光器和ＥＤＦＡ的集成，也可用于实现１×Ｎ和Ｎ×Ｎ分光，在光纤通信中有广泛的应用前景。     

Characteristic Analysis of a Smooth Square Microring Resonant Wavelength Multiplexer

Novel formulas of amplitude coupling ratio and transmission functions are presented for a smooth square microring resonant (MRR) wavelength multiplexer. By using these formulas, transmission characteristics are analyzed and some parameters are optimized for such a 1 × 8 polymeric device around the central wavelength of 1550.92 nm with the wavelength spacing of 1.6 nm. In the design of the device, by using the smooth squares, a thicker coupling layer is obtained, and by resonating the light at different resonant orders in different filter elements, the ring radius increment is increased sufficiently, which is of benefit to the fabrication of the device. When the amplitude coupling ratio is 0.2, the 3-dB bandwidth of the spectral response is about 0.2 nm; the ratio between -1 dB and -10 dB bandwidths is about 0.2; the insertion loss is less than 1.33 dB; and the crosstalk is below -21 dB for every vertical output channel of the device.     

传输矩阵法分析微环谐振器阵列传输特性

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。     

利用改进的熔融拉锥法制备单模光纤波分复用器

研究了熔融拉锥光纤型波分复用器制备过程中各相关参量对其最小信道间隔的影响。并根据理论模拟的结论设计了新型的熔融拉锥装置,其中加热装置为有较长均匀加热区域的条形加热炉,使熔融拉锥光纤型波分复用器的耦合长度显著加长,改善了传统拉锥方法对这一类型波分复用器可达到的最小信道间隔的限制,得到了初步实验结果,最小信道间隔达到3.01 nm。     

一种通带平坦的粗波分复用/解复用器件的研制

随着粗波分复用(CWDM)系统在城域网和接入网中日益广泛的应用,人们对粗波分复用／解复用器的研究也逐渐展开。报道了一种8通道波长间隔为20nm的粗复用／解复用器。该器件基于阵列波导光栅(AWG)原理设计,利用平面光波导技术(PLC)制作,采用多模干涉输入结构和“S”形阵列波导结构,实现了较宽的通带宽度和较低的串扰。实验测得1dB带宽大于10nm,相邻串扰大于24dB,非相邻串扰大于32dB。介绍了其设计原理和制作过程,给出了光束传播法(BPM)数值模拟结果,并和实验结果进行了对比。     

基于微环谐振器阵列与马赫-曾德尔干涉仪的反射型滤波器性能分析

理论分析了一种将微环谐振器阵列与马赫-曾德尔干涉仪(MZI)相结合实现的反射型滤波器结构。将此结构类比为两类四端口网络级联模型,利用传输矩阵法推导出其通用函数形式,并给出单环及三环结构下的能量反射系数具体公式。通过传输函数矩阵模拟计算了取不同耦合系数值情况下的反射谱形变化,给出了原因分析及讨论。并模拟了引入传输损耗对三环结构谐振峰反射率的影响。数值结果表明:适当选取直波导与微型环以及微型环间耦合系数幅值时,此结构能够作为反射型滤波器件应用于密集波分复用(DWDM)系统,也可实现激光器反射镜面的功能;由于传输损耗增加而引起的谐振峰反射率下降程度依赖于所选取的耦合系数值。     

An Efficient Technique for Analyzing Transmission Characteristics of Arrayed Waveguide Grating Multiplexers

An efficient technique is presented for analyzing transmission characteristics of arrayed waveguide grating (AWG) multiplexers. As an example, calculations using this technique are performed for a polymer 33 × 33 AWG multiplexer around the central wavelength of 1.55 m with the wavelength spacing of 0.8 nm. Computed results show that this technique possesses high accuracy for analyzing the power profile, diffraction efficiency, transmission spectrum, free spectral range and crosstalk of the AWG multiplexer.     

光纤光栅和环形器组成的光分插复用器同频串扰特性研究

对三种不同结构的光纤光栅和环形器组成的光分插复用器的同频串扰进行了实验研究。实验表明,与常规的I型结构光分插复用器相比,Ⅱ型和Ⅲ型结构中由上载端泄漏到下载端的同频串扰分别减少了24．4dB和39．3dB,由下载端泄漏到上载端的同频串扰分别减少了23．6dB和24．6dB。     

Transmission Characteristics of Several Kinds of Filters for WDM Optical Networking

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＷａｖｅｌｅｎｇｔｈｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（ＷＤＭ）ｉｓａｃｏｓｔｅｆｅｃｔｉｖｅｗａｙｔｏｍａｋｅｆｕｌｕｓｅｏｆｔｈｅｂｒｏａｄｂａｎｄｗｉｄｔｈｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｗｈｅｎｔｈｅｔｒ...     

应用光纤光栅的马赫—陈德尔型波分复用器特性的理论分析

利用光振幅传输矩阵对光纤光栅马赫－－陈德尔型波分复用器的特尾进行了理论研究，分析了结构参数对器件性能的影响，给出了其最佳的结构参数。     

Theoretical Research on Sensitivity for Resonance Wavelength of Long Period Fiber Grating

In a long period fiber grating(LPFG), the forward-propagating guided mode in the core is coupled to a number of co-propagating lossy cladding modes at resonance wavelengths. Sensitivity of resonance wavelength against temperature, axial strain, and external refractive index is modeled in this paper. Schemes for temperature compensation and enhanced wavelength tuning of LPFG are proposed and analyzed. Experiments show accordant results with simulations. Temperature coefficient of the LPFG compensated by means of axial strain is below 1.8 nm/100℃. For the LPFG with polymer recoating layer, the enhanced tuning range is more than 70 nm.