基于多模干涉耦合器的阵列波导光栅设计研究

研究了基于多模干涉(MMI)耦合器的阵列波导光栅(AWG).通过模式传输分析方法,分析了多模干涉耦合器及阵列波导;并给出在硅基底上的二氧化硅波导上四通道100 GHz-AWG普通结构和紧凑结构的设计结果.     

一种基于多模干涉耦合器的模转换与合并器件的设计

多模波导干涉（MMI）耦合器在集成光路中被用来实现波导模式的转换或合并。对于实际的基于硅绝缘体（SOI）的三维波导，数值设计方法是必需的。采用有限差分波束传输法（FD-BPM）设计了一种66％模式转换、合并器。首先由FD-BPM求出MMI耦合器的输入、输出波导所支持的基模和一阶导模的模场分布，通过数值方法得到MMI耦合器的长度，然后将求得的模场作为输入波场，经过FD-BPM运算后在器件输出面上计算交叉积分得出实际的由基模转换为一阶模的功率百分比。对于算例中采用的SOI波导，器件长度为829μm，65．7％的功率由基模转换为一阶模。     

InP基1×4多模干涉耦合器的设计与制作

在密集波分复用系统中,多波长DFB激光器阵列与多模干涉耦合器集成光源器件具有重要的应用前景.为了研制多波长集成光源中的宽带可用低损耗光耦合器,利用三维有限差分光束传播法仿真设计了一种具有强限制作用的InP/InGaAsP材料的多模干涉型耦合器.输入/输出端波导均采用楔形结构以降低多模干涉型耦合器的插入损耗,提高各个输出端口的出光平衡度.根据仿真结果,结合波导芯层为采用外延生长设备,采用反应离子刻蚀工艺制作了1×乘4多模干涉型耦合器.利用自动对准波导耦合测试系统对所制作器件的插入损耗和出光平衡度进行测量.测试结果表明,该器件在1 550nm波长附近的40nm带宽范围内获得了约2.6dB的通带平坦度,在1 550nm通信波长处,器件的插入损耗低于10dB.     

InP基1×4多模干涉耦合器的设计与制作

在密集波分复用系统中,多波长DFB激光器阵列与多模干涉耦合器集成光源器件具有重要的应用前景.为了研制多波长集成光源中的宽带可用低损耗光耦合器,利用三维有限差分光束传播法仿真设计了一种具有强限制作用的InP/InGaAsP材料的多模干涉型耦合器.输入/输出端波导均采用楔形结构以降低多模干涉型耦合器的插入损耗,提高各个输出端口的出光平衡度.根据仿真结果,结合波导芯层为采用外延生长设备,采用反应离子刻蚀工艺制作了1×乘4多模干涉型耦合器.利用自动对准波导耦合测试系统对所制作器件的插入损耗和出光平衡度进行测量.测试结果表明,该器件在1 550 nm波长附近的40 nm带宽范围内获得了约2.6 dB的通带平坦度,在1 550 nm通信波长处,器件的插入损耗低于10 dB.     

M MI功分器结构参量的优化设计

基于精确模式传输分析方法(MPA),提出等效宽度的概念,在此基础上重新修正了自成像理论中有关多模干涉(MMI)功分器的输入(出)波导位置和干涉区长度.并且以1×4,4×4耦合器为例,对各个结构参量进行扫描,证明修正后的耦合器结构使耦合器分光均匀性提高,附加损耗减小,具有实际应用价值.     

新型SOI基3×3多模干涉波导光开关的优化设计

提出了一种基于SOI材料的新型3×3多模干涉(MMI)波导光开关,在开关的多模波导中引入折射率调制区,利用硅的等离子色散效应改变多模波导局部区域的折射率,使得光场在传输过程中的相位发生变化,进而确定输出光场位置,实现开关功能。采用有限差分光束传播法(FD-BPM)方法对开关的各个状态进行了模拟和分析,并对器件的结构参量进行了优化设计,采用优化后的结构参量,开关可实现的最大消光比达到-17.27 dB。     

离子交换玻璃波导1×8多模干涉光功分器的研制

利用三维有限差分光束传输法(3D-FDBPM)对渐变折射率波导中自镜象效应进行分析与模拟,在此基础上,利用K+-Na+离子交换在国产K9光学玻璃上制作了1×8多模干涉(MMI)光功分器,测试表明,该器件初步实现了光均分功能.     

离子交换玻璃波导1×8多模干涉光功分器的研制

利用三维有限差分光束传输法 ( 3 D-FDBPM)对渐变折射率波导中自镜象效应进行分析与模拟 ,在此基础上 ,利用 K+ -Na+ 离子交换在国产 K9光学玻璃上制作了 1× 8多模干涉( MMI)光功分器 ,测试表明 ,该器件初步实现了光均分功能 .     

不同衬底折射率的多模干涉耦合器

设计了一种具有不同衬底折射率的新型多模干涉耦合器,在多模波导区引入了更强的光场限制,激发更高阶的导模,从而提高映像质量.采用二维有限差分波束传播方法模拟了这种新型的结构,结果表明:与传统结构相比,以功率均衡性和附加损耗为衡量标准的映像质量有了明显提高.这种结构可以应用于三维SOI脊形波导中.     

一种多模干涉耦合器的性能模拟

为减小多模干涉（Multimode Interference ,MMI）耦合器件的尺寸,提出一种多模波导宽度为指数型变化的Taper结构.理论分析了多模波导长度与该Taper结构的参量之间的关系.与已被用于减小MMI器件尺寸的抛物线型Taper结构相比,该结构可进一步减小器件的尺寸.就几种波导结构参量下的MMI耦合器,利用宽角光束传播法进行了数值模拟.结果表明,指数型MMI耦合器的性能与抛物线型MMI耦合器的性能类似.指数型Taper结构可以用于MMI器件以减小该类器件的尺寸.     

带有布喇格光栅的光纤失配耦合器的传输特性分析

本文利用模式耦合理论,分析了光纤失配耦合器在耦合区带有一个布喇格光栅后两光纤中基模场的传输特性,得到基模场发生耦合现象的条件及满足的方程。采用数值分析方法模拟耦合现象,并得出了带有布喇格光栅的光纤耦合器用于波分复用/解复用的最优化设计方案。     

带有布喇格光栅的光纤失配耦合器的传输特性分析(英文 )

本文利用模式耦合理论,分析了光纤失配耦合器在耦合区带有一个布喇格光栅后两光纤中基模场的传输特性,得到基模场发生耦合现象的条件及满足的方程． 采用数值分析方法模拟耦合现象,并得出了带有布喇格光栅的光纤耦合器用于波分复用／解复用的最优化设计方案．     

光纤耦合器的理论、设计及进展

系统总结了光纤耦合器的发展历程,归纳提炼出各个阶段的标志性事件;详细阐述了光纤耦合器的耦合类型、制作方法、性能参数;详细评述了光纤耦合器的理论分析方法;全面分析了X型、星型、光栅型、混合型等各种典型光纤耦合器的基本结构、工作原理及耦合特性;指出并展望了光纤耦合器的发展方向和应用前景。作者率先提出并设计了超长周期光纤光栅耦合器,实验上实现了两个超长周期光纤光栅之间的有效耦合。     

平面波导型对称星型耦合器的优化设计

通过有限差分波束传播法(FD-BPM)研究了N×N平面波导型星型耦合器的优化设计思想和方法,并通过17×17星型耦合器的模拟设计证明了它的可行性.给出了在输出端引入辅助波导的方法,以提高输出波导阵列的均匀性.并通过模拟计算,分析了圆心缩入程度和锥形区的形状对输出结果的影响.此法也同样适合于N值更大的星型耦合器.     

基于单模光纤的非对称熔锥型零耦合器结构的理论模型与实验研究

我们报道了一种新型非对称熔锥型零耦合器结构的理论模型,采用椭圆近似的方法得到了零耦合器渐变区和束腰区的横截面的变化函数,并在实验中得到了验证.     

Nd:LMA自锁模飞秒激光器腔结构最佳化设计

Nd:LMA晶体相对低的非线性折射率n₂,使得针对Ti:Sapphire自锁模激光器设计的腔,对Nd:LMA介质而言并没有提供足够的自幅度调制(SAM).为了在Nd:LMA激光器上实现自锁模,在腔内引入一个具有大的非线性系数n₂、快的响应时间的SF57介质,这样就使得激光腔的结构比较特殊.在这篇文章里利用ABCD传输矩阵对该激光器的结构从理论上进行了分析和计算,使腔结构达到了最佳化设计.     

A numerical model of multimode fiber PON frequency response

Frequency response of passive optical network (PON) based on multimode fibers is investigated. The network comprises fibers, connectors and splitters/couplers. It is shown that due to mode filtering at splitters, the frequency response is different for different network nodes in otherwise symmetrical network.     

Y型熔锥光纤耦合器的应变响应

本文对已广泛应用于光纤通信或作为光纤传感系统中处理元件的Y型单模熔锥光纤耦合器对应变的响应进行了研究.在悬臂梁上进行的应变实验表明,该型耦合器的耦合比不但对应变敏感,而且有单调性.其中,值得注意的是Y型耦合器的应变响应灵敏度高于结构检测中常用的电阻应变片对应变的响应灵敏度.