硅衬底上锗硅合金光波导的研制

报道锗硅合金在λ＝１．３μｍ的脊形单模光波导的设计，工艺及测量结果。这种光波导的传播损耗已达０．７ｄＢ／ｃｍ。脊形的高４－８μｍ，宽８－１２μｍ，均和单模光纤芯径相当，此外，其数值孔径在光波导的输入，输出端均能和单模光纤匹配，它已满足硅光集成对光波导的要求。文中最后报道了用这种锗硅合金光波导试制Ｙ分支器，并观察到二支分路输出的单模光斑。     

锗硅合金脊形光波导的优化分析与设计

根据脊形光波导的基本设计要求，分析了锗硅合金脊形波导的结构参数对其光传播特性的影响，并优化设计了结构参数，其合理性得到了实验验证。     

锗硅合金半导体中无声子参与光跃迁机制研究

研究了Ｓｉ１－ｘＧｅｘ合金半导体中无声子参与光嗅迁的产机制，对由杂质无规分布引起的无声子参与光跃迁给出了一个物理模型。用此模型计算了光跃迁偶极矩，给出了跃迁偶极矩的上限。提出了未掺杂Ｓｉ１－ｘＧｅｘ合金半导体中无声子参与光跃迁的一种跃迁机制，认为是Ｇｅ原子周围波函数畸变的集体行为。     

硅基二氧化硅阵列波导光栅制作工艺的研究

硅基二氧化硅阵列波导光栅是集成化波分复用光网络中的核心器件之一.对其制作工艺的研究对提高器件的性能具有重大意义.提出一种在波导上包层使用硼锗共掺高温退火的工艺方法,成功实现阵列波导间空隙的填充,并将阵列波导光栅的插入损耗成功降低约2 dB.相对于传统的硼磷硅玻璃工艺,此方法避免了剧毒气体磷烷的使用,工艺简便安全,同时降...     

硅键合SOI平面光波导探索

本文分析了ＳＩＭＯＸ／ＳＯＩ和ＤＷＢ／ＳＯＩ结构的性能特点。尝试用ＤＷＢ／ＳＯＩ材料制备不同波导层厚度的平面光波导样品，并测试了１．１５μｍ和１．５２３μｍ激光的ＴＥ和ＴＭ模的传输损耗。１．５２３μｍ光的ＴＥ模的最小传输损耗已达０．２７ｄＢ／ｃｍ。说明ＤＷＢ／ＳＯＩ材料是一种有潜力的光波导材料。     

硅光波导的束传播法设计及制备

报道用束传播法模拟设计、指导硅大断面单模脊形光波导的制备工艺，应用傅里叶变换法计算了硅光波导中导模的传播常数，对实际研制成功的ＳＩＭＯＸ及Ｓｉ／ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ单模脊形光波导，比较了其性能差异并给予理论解释。     

用等离子体增强化学汽相沉积方法制备纳米晶粒硅薄膜光致发光

报道用高氢稀释硅烷为反应气源，用等高子体增强化学汽相沉积（ＰＥＣＶＤ）方法淀积的含有纳米晶粒硅薄膜，未经任何后处理过程，在室温下观察到可见光致发光。将此光发射归因于纳米硅晶粒中的光生载流子在量子尺寸效应下所产生的光子能量高于硅单晶本体能隙，还对发光具有重要影响的一些淀积参数进行了研究。 关键词：     

硅(001)图形衬底上锗硅纳米线的定位生长

纳米线的定位生长是实现纳米线量子器件寻址和集成的前提.结合自上而下的纳米加工和自下而上的自组装技术,通过分子束外延生长方法,在具有周期性凹槽结构的硅(001)图形衬底上首先低温生长硅锗薄膜然后升温退火,实现了有序锗硅纳米线在凹槽中的定位生长,锗硅纳米线的表面晶面为(105)晶面.详细研究了退火温度、硅锗的比例及图形周期对纳米线形成与否,以及纳米线尺寸的影响.     

新型低损耗氧化硅Y分支光波导

提出了一种新型的Y分支光波导结构。该Y分支波导由一个人射波导,一个过渡波导和一对出射波导组成。过渡波导用于改善放射基模与出射偶对称模之间的场分布匹配,有效地提高了功率耦合效率,降低了分支耦合损耗,波束传播法（BPM）数字模拟计算表明,该结构在1．31μm和1．55μm波长下可分别达到0．041dB和0．052dB分支耦合损耗。实验中用等离子化学汽相沉积（CVD）技术制备了SiO2分支波导样品,在上述两波长下分别测得分支耦合损耗为0．08dB和0．09dB,基本达到了设计指标。     

硅锗量子阱发光器件的探索

介绍了提高硅发光效率的一些途径，关阐述硅锗合金的发光的基础上，分析了硅锗量子阱的光致发光机理及特性，并介绍了硅锗量子阱电致发光研究的进展。     

SOI及GeSi/Si脊形光波导的模式与波导几何结构

用有效折射率方法对SOI（绝缘体上硅）及GeSi/Si脊形光波导的单模条件进行了模拟,与Soref的单模条件进行了比较,将两者与实验结果进行了比较,得到了与实验结果符合得非常好的单模条件。同时对多模波导进行了模拟,得到了波导承载一阶和二阶模的条件。     

非均匀平板波导的色散方程

利用转移矩阵理论分析了任意折射率分布平板波导的传输特性，导出了非均匀平板波导的近似解析色散方程，并指出了ＷＫＢ近似的局限性，数值比较的结果表明，文中所得公式的精确度优于传统的ＷＫＢ方法和其它近似方法。     

基于等效衰减矢方法的非均匀光波导色散方程

利用转换矩阵理论和等效衰减矢的概念，以此为根据分析了任意折射率分布平板波导的模式传输特性，导出了意义明确的非均匀平板波导的色散方程的严格的解析解，并指出了ＷＫＢ法的局限性，数值计算的结果表明本文所得公式的结果和严格的数值解非常接近，表明本文所得的公式是严格的。     

用于光互连的聚硅氧烷波导弯曲损耗

研究了用于光互连的聚硅氧烷多模光波导直接弯曲时弯曲损耗与圆弧曲率半径的关系。用Marcuse的直波导近似法理论计算了其弯曲损耗,理论计算表明弯曲损耗随模阶数的增加而变大,随半径的减少而变大;光在波导中传输时,总弯曲损耗出现阶跃式变化,并且曲率半径大于4 mm时,波导的弯曲损耗小于1dB/cm。用BeamPROP仿真软件仿真了5、10、20mm三种曲率半径下的传输光场情况。利用数字化散射法测量了其弯曲损耗,实验结果显示曲率半径在5～6mm时弯曲损耗值在0.55～0.8dB/cm之间,考虑所制备的聚硅氧烷直波导固有的传输损耗,实验值与理论值基本相符。     

Optical Learning Neural Network Using Photorefractive Waveguides

A model of an optical neural network with learning ability is proposed. We numerically evaluate the learning ability of the proposed network by using parameters determined by experiments. Adaptive connections between artificial neurons are implemented using photorefractive (PR) waveguides that can be optically modified by guided beams. The network consists of three layers and has bipolar weights within the limited range. The bipolar weight is encoded as the difference between optical power transmittances of signal beams in two channels of the PR waveguides. The adaptivity of the transmittance of PR waveguide is experimentally evaluated and is incorporated into the proposed network simulated in a computer. The proposed network is trained by a simplified local learning algorithm. Numerical results showed that the proposed three-layered network with six hidden neurons can solve the exclusive-or problem.     

光波导折射率分布的数值计算法

介绍了光波导折射率分布的数值计算法，采用该方法，可由光波导输出端面的二维光强分布得到的其折射率差的二维分布和沿ｘ，ｙ方向的线分布，文中给出了Ｔｉ：ＬｉＮｂＯ３光波导沿垂直于基片表面方向的折射率差分布的测量结果。     

Lognormal Modes of Dielectric Optical Waveguides

It is shown that, at a critical point where the effective refractive index of a mode coincides with the bulk index of a cladding region, optical waveguide modes exhibiting a lognormal feature are supportable for a hyperlongrange refractive-index profile. As a typical example of waveguides that support lognormal modes a parabolic-index core surrounded by a depressed-index cladding is presented.     

渐变折射率光波导的精确分析

本文利用转移矩阵理论和等效衰减系数的概念，导出了渐变折射率光波导的色散方程，数值计算的结果，赢余方程的精度优于目前存在的所有近似方法。