脊形波导中导模传输与损耗的分析与计算

本文运用有效折射率法把脊形波导化成等效二维平板波导后,再运用微分法求出弱吸收情况下波导模的吸收损耗,其方法简便,精确度高.     

SOI梯形大截面单模脊形波导的研制

报道了硅片直接键合ＳＯＩ单模梯形大截面脊形波导的研制，对于小长为１．３μｍ的光这种脊形波导的传输损耗小于０．８５ｄＢ／ｃｍ。     

一种非矩形截面对浅刻蚀SOI脊形波导侧向泄漏损耗的影响

为了进一步探索用绝缘体上晶体硅制作的浅刻蚀脊形波导侧向泄漏损耗的规律,提出并研究了一种非矩形截面浅刻蚀绝缘体上晶体硅脊形波导.用光的干涉理论建立该波导的周期性损耗模型并推导出损耗周期公式,然后通过完美匹配层边界条件下的频域有限元法仿真观察该特殊波导类TM0模的侧向泄漏损耗周期的变化与最大损耗点的偏移现象.周期大小的仿真结果与理论计算符合度较高,其平均相对误差仅0.56%.此外,发现该类波导在某些沟槽宽度下可以通过改变截面来实现对类TM0模损耗从最大到最小的调节,而在另外一些沟槽宽度下,类TM0模损耗对截面变化不敏感.研究结果可以简化波导加工并提高制作容差,为该类型波导的设计与制作提供参考.     

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...     

矩形截面多量子阱脊形波导模式特性

本文根据多量子阱双折射率的性质,运用有效折射率法分析了矩形截面多量子阱脊形波导E_mn^x模和模E_mn^y的模式特性。     

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。     

梯形截面硅脊形波导的模式特性及其等离子体色散效应

本文运用有效折射率法和WKB法对具有梯形状截面的硅脊形波导的模式特性作了分析,导出了TE模和TM模的模方程以及截止方程,并运用一阶微扰法对因波导顶部注入载流子而引起的模式调制的大小作了数值估计。其结果可为全硅光波导器件的研制提供指导。     

聚合物Mach-Zehnder脊形波导的优化设计

利用变分有效折射率法计算了TE基模和高阶模的光场分布,计算结果表明,该方法计算量小,精度高,为聚合物集成光电子器件中脊形光波导的理论分析与优化设计提供了简单高效的途径。利用有限差分束传播法对Mach-Zehnder波导的传播及损耗特性进行了理论分析,得到了不同Y分支角、波导宽度、波导间距时波导传输功率与距离的关系,优化得到的结构参数为：Y分支角1.1°,脊宽5 μm,波导间距20 μm。     

Si1—xGex／Si脊形波导X型分支器的研制

采用分子束外延方法制作低损耗Ｓｉ１－ｘＧｅ／Ｓｉ异质结脊形光波导，在Ｘ型交叉波导上实现了Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ光分支器的功能，设计中采用了ＳｉＧｅ大截面脊形波导的单模条件和交波导传输特性分析的结果。Ｘ型光分支器的实现为进下Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ光开关和光电调制器积累了经验。     

聚合物Mach-Zehnder脊形波导的优化设计

 利用变分有效折射率法计算了TE基模和高阶模的光场分布,计算结果表明,该方法计算量小,精度高,为聚合物集成光电子器件中脊形光波导的理论分析与优化设计提供了简单高效的途径。利用有限差分束传播法对Mach-Zehnder波导的传播及损耗特性进行了理论分析,得到了不同Y分支角、波导宽度、波导间距时波导传输功率与距离的关系,优化得到的结构参数为：Y分支角1.1°,脊宽5 μm,波导间距20 μm。     

基于非对称脊波导的多种聚合物弯波导性能分析

以缩短马赫-曾德尔(M-Z)电光调制器分支波导为目的,将有机聚合物非对称结构的脊波导应用于S弯波导中。采用半矢量有限差分光束传输分析法,系统地分析了不同参数下采用非对称脊波导的三种常见弯波导,即正弦弯、圆弧弯和余弦弯分支波导的TM00光场传输损耗,并与采用对称脊波导的结构相比较。研究表明,在芯层厚度h=1.5μm、脊高为0.3μm、脊宽w=4μm、分支高度G=11μm的情况下,当脊波导短边芯层平板宽度s≥2μm时,在相同传输损耗条件下,正弦弯、圆弧弯和余弦弯分支波导长度分别可减少40%、30%和25%,该结果对有机聚合物M-Z调制器中分支波导的设计具有一定的参考价值。     

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。     

最佳端部耦合技术在光波导损耗测量中的实践

探讨了最佳端部耦合技术应用中面临的若干问题,如系统损耗的标定,光路调整等等。采用标样标定法、可见光辅助、平面镜调节光电监测等技术,得到了满意的结果。     

Study of the Leakage Loss in a Silica-on-Silicon Slab Waveguide

A simple and efficient method for studying the leakage loss in a conventional silica-on-silicon planar waveguide is presented. The magnitude of the leakage loss is obtained by calculating the complex propagation constant of the leaky waveguide structure. The dependence of the leakage loss on the thickness of the silica buffer layer (as well as the thickness of the silica upper-cladding layer) is investigated. Numerical results are presented and compared to those calculated with the beam propagation method.     

侧链型聚合物DANS-PMMA脊形条波导的制备

有机聚合物的紫外漂白,经过一系列复杂的光化学反应,会使聚合物薄膜的折射率和厚度降低。在此基础上,利用金属掩模对聚合物薄膜进行选择性紫外漂白,制备出了聚合物脊形条波导。紫外漂白不需要对聚合物薄膜进行光刻和腐蚀便可获得边缘和表面比较整齐和光滑的脊形条波导,对减少波导的散射损耗十分有利。本文介绍了利用紫外漂白和金属掩模方法制备侧链型聚合物DANS（4－dimethylamino-4’nitro-stlibene)-PMMA(polymethyl methacrylate)脊形条波导的工艺过程,并对关键工艺进行了讨论。     

梯形截面介质光波导的模吸收损耗

本文运用微分法由梯形截面介质光波导的近似模方程导出了模吸收损耗系数的公式.并结合计算实例进行了误差分析.