用三干涉臂马赫-曾德尔干涉仪制成的光纤密集型波分复用器

提出一种新型的光纤干涉仪 ,它是采用二个 3× 3单模光纤耦合器组成三光纤系统的马赫 -曾德尔 (Mach- Zehnder)干涉仪 ,当干涉仪的三条光纤干涉臂两两之间分别存在长度差Δ L和2Δ L时 ,干涉仪形成了一个波分复用间隔相等的三波分复用器 ,波分复用的波长间隔仅仅取决于ΔL的大小。实验样品的使用波段为 1.55μm,波长复用间隔为 1.6 nm,附加损耗为 0 .6 d B。     

一种改进的2×2 SOI Mach-Zehnder热光开关

本文设计并制作了基于强限制多模干涉耦合器的2×2 SOI马赫-曾德热光开关.这种光开关采用了深刻蚀结构的多模干涉耦合器和输入/输出波导,较大地提高了干涉耦合器的性能并减少了连接耦合损耗.同时,在调制臂区域采用浅刻蚀结构,保持其单模调制状态.深刻蚀多模干涉耦合器具有优越的特性,在实验中测得不均衡度只有0.03 dB,插入损耗－0.6 dB.基于这种耦合器的新型热光开关,其插入损耗为－6.8 dB,其中包括光纤-波导耦合损耗－4.3 dB,开关时间为6.8 μs.     

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.     

多模干涉马赫曾德尔光开关模型

根据N×N多模干涉耦合器的基本原理 ,确定了多模干涉耦合器的结构参数。通过分析多模干涉耦合器的输入光场与其映像间的相位关系 ,提出了模传输矩阵的分析方法 ,并用此方法分析了N×N普通干涉多模干涉耦合器、N×N相移器以及N×N普通干涉多模干涉马赫 曾德尔光开关 ,得到了它们的模场传输方程 ,分析了光开关在光场从任一输入端输入 ,从任一输出端输出时开关的驱动条件。用上面的方法分析了 4× 4光开关的结构及驱动条件     

高性能三端口全光纤开关

提出采用２×２和３×３单模光纤耦合器组合成的马赫－陈德尔干涉仪来制作全光纤开关。解决了在连续熔融拉伸两个耦合器组成马赫－陈德尔干涉仪的过程中，由于干涉的作用而无法监视光功率来控制第二个耦合器的分束比的问题。并且由于是连续熔融拉伸，保证了两条单模光纤干涉臂长度的一致，从而提高了单模光纤马赫－陈德尔干涉仪的性能，使得用其做成的三端口压电陶瓷电控全光纤开关具有宽频带的特性，其最小交调达到３０ｄＢ，附加损耗为０．２３ｄＢ。     

1×7圆柱形混合棒塑料光纤耦合器

提出一种新型的使用圆柱形混合棒的 1× 7塑料光纤耦合器。该耦合器直接使用粗塑料光纤制作混合棒 ,与传统的 1× 7圆锥形混合棒塑料光纤耦合器相比省略了成本高的混合棒拉锥过程 ,因而成本较低。对混合棒失配面外接U形光纤光吸收器的 1× 7圆柱形混合棒塑料光纤耦合器进行了理论分析和实验研究 ,实验测量该耦合器的通道串音小于 - 40dB ,其耦合效率接近于 1× 7圆锥形混合棒塑料光纤耦合器。实验结果表明该耦合器是一种高性能价格比的塑料光纤耦合器     

新型1×N多模干涉分束器的三维设计与模拟

相比于传统的1×N对称型多模干涉（Mult-Mode Interference,MMI）分束器设计,提出了一种新型埋入式弱限制光波导分束器件.它的干涉区及输入输出波导采用倒锥形式,器件尺寸减小,且不均匀性与附加损耗也减小.以1×4的对称型MMI分束器为例,当只对干涉区采用倒锥形结构后,在TE偏振中心波长为1.55 μm时,器件长度减小了500 μm,均匀性增加了0.131 dB,而附加损耗仅增加了0.02 dB,波长响应较传统设计增加了40 nm.在此基础上,又在输入输出臂上也各增加倒锥形结构后,相比于传统设计附加损耗减小了0.02 dB,均匀性增加了0.139 dB,器件长度减小了500 μm.改进后的器件具有优越的容差性.器件采用掺氟型聚合物材料进行优化设计,通过在合理范围内偏离输出波导位置,使输出光强达到最大值.     

一种基于斜光栅辅助的非对称耦合器型光分插复用器

提出了一种基于斜光栅辅助的非对称耦合器型光分插复用器。运用复合波导的三维正交模式,对器件的三种可能的结构进行了理论分析,选出粗波导光栅型结构。利用耦合模理论,模拟了斜光栅的耦合特性并对其倾斜角进行优化设计。通过回波峰值设计法,将器件的工作波长放在波分复用信道之内,回波峰值波长放在波分复用信道之外,使得器件的性能大有提高。模拟结果表明器件的串扰可达到-30 dB,回波损耗可达到-25 dB。同时,器件的关键工艺容差较大,易于批量化生产。当斜光栅的倾斜角度在2.5°到4.5°之间时,器件的串扰低于-28 dB,回波损耗低于-22 dB。     

1×16多模干涉型GaAs光功分器的研制

设计并制作了一种能直接与通信用标准单模光纤阵列相耦合的 1× 16多模干涉型光功分器。其输入、输出单模波导采用离散谱折射率法优化设计 ,获得了脊宽为 3μm、脊高为 2 .9μm和理论传输损耗约为 0 .0 2 8dB cm的单模脊形光波导。分析表明 ,这种深刻蚀多模干涉型光功分器具有较大的制作容差性、较宽的工作带宽以及几乎可忽略的极化依赖性。测试结果表明 ,器件实现了 1× 16光功分器功能     

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.     

高消光比双通马赫-曾德尔干涉仪梳状滤波器

提出了一种新颖结构的高消光比双通马赫-曾德尔干涉仪梳状滤波器，将常规单通马赫-曾德尔干涉仪的两个输出端与光隔离器连接，构成一个双通马赫-曾德尔干涉仪梳妆滤波器，对滤波器的输出特性进行了理论分析和实验研究。数值模拟表明，与常规的单通马赫-曾德尔干涉仪相比，在相同参量的情况下该双通马赫-曾德尔干涉仪梳妆滤器的消光比得到了大大改善，消光比的提高取决于干涉仪的臂长差，当干涉仪的臂长差为0．7366mm时，消光比提高了20dB。实验结果表明，双通马赫-曾德尔干涉仪梳妆滤器的消光比为25．8dB，消光比提高了13dB。     

Fully packaged high-speed Ti:LiNbO3, waveguide mach-zehnder intensity modulator

A fully packaged high-speed Ti:LiNbO₃, Mach-Zehnder intensity modulator at a 1.5μm wavelength has been designed and fabricated. The design has been considered with respect to optical insertion loss, switching voltage, and modulation bandwidth. Re fiber-pigtailed device has a 6.7 dB fiber-to-fiber loss and an optical modulation bandwidth of 8 GHz. The voltage required to switch the device from the on to off state is measured to be 7.3 V, with an on-off extinction ratio of 21 dB.     

光纤马赫—陈德尔干涉型8波分超窄波分复用器的研制

报道了采用７个单模光纤马赫－陈德尔干涉仪进行三级串联而组成的８波分复用器，既保留了干涉型光纤波分复用器超窄波分复用间隔的优点，又消除了其复用路数少的缺点。文中介绍了这类波分复用器的原理、设计方法和制造技术。实验样品的使用波段为１．５μｍ，波长复用间隔为２．４ｎｍ，整个器件的附加损耗约为１．５ｄＢ。     

Gain Flattening Filter for Hybrid Sb-Doped EDFA Using All-Fiber Mach-Zehnder Interferometers

We demonstrate a novel gain-flattening filter based on all fiber Mach-Zehnder interferometers for Sb-doped silica hybrid EDFA. A gain flatness of better than 0.9dB has been achieved for three concatenated filters in C-band.     

Design of Hamming Code Checker Using Titanium-Diffused Lithium Niobate-Based Waveguide

ABSTRACT

This work presents an electro-optic effect-based design for the widely used Hamming code for checking single bit errors in the received data. The structure is based on Mach-Zehnder Interferometer, designed using Titanium-diffused Lithium Niobate-based waveguides. The proposed device has been successfully tested using the beam propagation method. For a received 7-bit code, the three simultaneously generated check bits are combined to check the error position. Critical performance parameters like extinction ratio (24.39dB), contrast ratio (25.711dB), insertion loss (0.041dB), and amplitude modulation (0.079dB) calculated for the overall device are within acceptable limits for the feasibility of the device.     

基于光纤环形镜的偏振无关的掺镧锆钛酸铅电光开关

利用掺镧锆钛酸铅(PLZT)陶瓷二次电光效应结合光纤环形镜结构的优势构成偏振无关高速电光开关。采用琼斯矩阵方法分析了光纤环形镜的输出特性,给出了开关消光比同器件结构参量之间的关系。测量掺镧锆钛酸铅电光开关具有输入偏振无关特性,光开关消光比达到25 dB,响应时间小于3μs。此外利用此开关装置测量获得了实验用掺镧锆钛酸铅陶瓷的克尔系数为κ~1.1×10-16m2/V2。理论分析和实验结果表明,利用环形镜结构稳定优势和掺镧锆钛酸铅优良的电光特性结合设计的高速光开关具有良好的应前景。本工作对掺镧锆钛酸铅电光材料的应用推广和高速光开光研究提供了有益的理论和实验参考。     

基于多模干涉耦合器的集成热光开关实验研究

报道了一种基于多模干涉(MMI)耦合器的马赫曾德尔干涉仪(MZI)型2×2集成热光开关的实验研究结果,插损为3.40 dB,偏振相关损耗为0.47 dB,直通和交叉状态消光比分别为32.01 dB和16.42 dB,响应时间小于3 ms,开关功耗为658 mW。针对直通和交叉状态消光比不对称的现象,从理论上做出了解释,因为半导体平面光波电路(PLC)工艺一致性较好,两个多模干涉耦合器的分光比虽然因工艺误差偏离50∶50,但误差量相近,这个特点对光开关直通和交叉状态的消光比产生了不同影响。分析了在波导上制作加热电极对波导有效折射率的影响,估算其增量在2×10-4量级。     

波导侧壁起伏对聚酰亚胺波导光学梳状滤波器串扰特性的影响及其改善方法

提出了一种结构模型来分析由工艺引起的波导侧壁起伏对于聚合物波导光学梳状滤波器的滤波特性的影响。含氟聚酰亚胺高分子聚合物制备多级马赫一曾德尔串联型光学梳状滤波器件的工作参量为中心波长1550nm,波长间隔为0．8nm,40通道的波长交错分离。模拟计算：表明,对由高分子聚合物材料制备的多级马赫-曾德尔串联型光学梳状滤波器件,其主要影响是增大了信道之间的串扰,中心波长1550nm处的信道串扰由理想情况下的-40dB降为-12dB,极大地影响了器件的性能。在此基础上,提出一种改善光学梳状滤波器串扰性能的新结构,该结构由多级马赫-曾德尔耦合器和微环共振滤波器串接构成,40个通道的串扰改善为-0dB以下。