对偏振变动和膜厚变动脱敏的高分子波导宽带耦合器

针对高分子光波导制造工艺中波导芯厚度的均匀性难以控制,以及材料较大的折射率各向异性引起的偏振态依赖性的实际问题,提出了采用抗波导芯厚度误差、抗偏振变动的宽带波导耦合器回路结构的解决方案,并给出了优化设计的理论和方法.在实测了含氟聚酰亚胺薄膜的色散特性的基础上,采用该方法做了中心波长为1550 nm、带宽为120 nm的3 dB含氟聚酰亚胺波导耦合器设计.该器件的三维BPM仿真运行结果表明,在上述带宽上,波导芯厚度变动在7～8 μm的范围内,两个正交偏振态均可实现(50±1.0)% 功率输出比的良好特性.     

抗偏振温度变动的聚酰亚胺波导宽带耦合器

提出了一种适合于宽带光波导耦合器的抗偏振变动、抗温度变动的优化设计理论和方法。使用该理论和方法 ,在 14 90～ 16 10nm带域上 ,对氟化聚酰亚胺光波导做了 3dB耦合器的消偏振和温度依存设计。器件经三维波束传播法 (BPM)模拟运行验证 ,结果表明 ,12 0nm带宽上 ,在 - 10～ 4 0℃的环境下 ,两个正交偏振态均实现了(5 0± 0 .8) %功率输出比的良好特性     

含氟聚酰亚胺光波导120 nm宽带耦合器的抗温度变动设计

提出一种适合于宽带光波导耦合器的抗温度变动的优化设计理论和方法。使用该理论和方法 ,在 1490～16 10nm带域上 ,对含氟聚酰亚胺光波导做了宽带光波导 3dB耦合器的抗温度变动设计。器件经三维波束传播法模拟运行验证 ,结果表明 ,在 12 0nm带宽上 ,从零下 10℃至零上 40℃的温度变动中 ,器件实现了 ( 0 .5 0 0± 0 .0 0 7)功率输出比的良好特性。同时报道了含氟聚酰亚胺薄膜波导的制备工艺及其温度特性和色散特性的测试。     

含氟聚酰亚胺波导波长分离耦合器优化设计

提出并采用统计优化的设计方法解决含氟聚酰亚胺波导波长交叉分离耦合器的偏振态变动的影响.在实测了含氟聚酰亚胺的色散和双折射特性的基础上,优化设计了40路波长信道、1550 nm中心波长、0.8 nm波长间隔的抗偏振变动的波长交叉分离耦合器.数值模拟显示:波长周期偏移小于0.1 nm,1 dB带宽为0.5 nm,3 dB带宽为0.8 nm,串扰小于－30 dB,偏振变动导致的波长漂移小于0.08 nm.     

基于三波导定向耦合器的紧凑型偏振分束器的设计

为了提高偏振分束器的消光比,利用混合等离子体波导和条形介质波导之间的非对称定向耦合特性,设计了由两个尺寸不同的硅波导和一个中间输入混合等离子体波导组成的偏振分束器,采用三维时域有限差分法对偏振分束器的结构和性能进行优化.实验结果表明:混合等离子体波导中TE和TM模式的双折射率对比通过介质加载波导增强,可获得超紧凑的结构...     

用有效折射率/有限元法设计1.55μmTi:LiNbO3单模条波导及其方向耦合器

应用有效折射率/有限元法(EI-FEM),考虑到LiNbO3晶体和Ti扩散的各向异性,折射率增量与寻常光、非寻常光及波长色散的关系,设计了1.55μm光波长下工作的z切y传播Ti:LiNbO3单模条波导的制备参数,计算和分析了其单模特性、模式场分布及其变化规律.扩展了EI-FEM,将其用于求解耦合波导系统,确定了方向耦合器的耦合长度及其波长色散特性.     

用有效折射率／有限元法设计1．55μmTi：LiNbO_3单模条波导及其方向耦合器

应用有效折射率／有限元法（ＥＩ－ＦＥＭ），考虑到ＬｉＮｂＯ３晶体和Ｔｉ扩散的各向异性，折射率增量与寻常光、非寻常光及波长色散的关系，设计了１．５５μｍ光波长下工作的ｚ切ｙ传播Ｔｉ：ＬｉＮｂＯ３单模条波导的制备参数，计算和分析了其单模特性、模式场分布及其变化规律．扩展了ＥＩ－ＦＥＭ，将其用于求解耦合波导系统，确定了方向耦合器的耦合长度及其波长色散特性．     

光波导脉冲耦合器研究

提出并实验了一种新的波导型脉冲耦合器的构成和动作机理,将光阻断效应表现的光粒子性和分支波导模式耦合表现的光波动性在光波导载体上有机结合起来,用全光学方式实现了输入作用电脉冲与输出同步电脉冲之间的脉冲耦合动力学过程.     

多层介质波导的一种新方法及其在非均匀介质平面光波导中的应用

本文提出求解多层介质平面光波导的一个简单而直接的方法。将其应用于非均匀平面光波导,可以求解任意折射率分布和TM模问题。以抛物线型和指数型分布为例,说明只要分层数目足够多,本文介绍的方法可以达到任意精度。     

利用泄漏波导测量低折射率薄膜的折射率和厚度

根据泄漏波导原理对K_9玻璃基板上的冰晶石薄膜进行折射率测量,达到的精度为1×10~(-4),与真实波导的情况相似。文中讨论了利用添加高折射率薄层减小待测薄膜的最小厚度的可能性。文中还利用光电方法观察反射光中暗条纹的方法判别波导的激发,并测出了冰晶石薄膜在4500到6500范围内的折射率。     

Polymer optical waveguide based on integrated optics

The fabrication and characterization of refractive index profiles of multimode mode polymer optical waveguides is reported. Effect of annealing temperature on guided losses of polymer (polystyrene) thin film optical waveguide is also presented. Efficient coupling over a 110 nm spectral bandwidth was experimentally demonstrated with a prism-coupler designed to match the dispersion of a particular waveguide.     

Augmented low index waveguide for confining light in low index media

Guiding light in the low index region of a high refractive index contrast waveguide can be beneficial for many applications including sensing, nonlinear optics and electro‐optics. Existing methods to achieve this goal suffer from fabrication complexity, large loss, or poor optical confinement. We propose a simple structure to achieve a significant enhancement of light confinement in the low index medium. We explain the guiding principle of this structure using geometrical optics, and suggest a number of applications where this guiding structure can provide significant performance benefits. The combination of simplicity, ease of fabrication, and good confinement makes this waveguide an attractive choice for a wide range of applications. To illustrate this, we consider the integration of a nonlinear polymer with a silicon photonic waveguide, and show that significantly better performance with an easier fabrication process can be achieved using this new scheme.

     

掺锡As2S8薄膜光折变效应及其在条波导制备中的应用研究

实验研究了Sn₁As₂₀S₇₉非晶态半导体薄膜的光折变效应及其膜厚变化的现象,归纳了沉积态样品、退火态样品和光饱和态样品的实验规律,提出和采用紫外光激励的方法试制了Sn₁As₂₀S₇₉条形波导,632.8 nm波长导模激励显示该波导具有良好的导波特性. 关键词： 光波导技术 硫属化合物玻璃 光阻断效应 光折变效应     

一种硅基SiO2波导耦合器的设计与分析

波导耦合器是组成光纤传感系统和光纤通信系统光收发组件及模块的重要元器件,是实现光收发模块一体化光电集成的基础。给出了一种用光纤陀螺系统的X型四端口波导耦合器的工作原理,采用有效折射率法和BPM(Beam propagation method)法建立了耦合器的数学模型,计算并分析了耦合器尺寸在尽可能小的情况下和在满足单模传输的条件下耦合器的耦合系数、有效耦合长度、分光比以及回波损耗等参数之间的关系,并对其关键技术进行了系统的研究。仿真结果表明,所设计的波导耦合器在低损耗情况下分光比可达到50%∶50%,耦合器全长为33.5mm,输入输出波导间距为410μm,芯层截面积为6μm×6μm。     

γ辐射对光纤波导电磁场分布的影响

开展了光纤波导中的电磁场传输理论分析,得到了光纤折射率变化对波导中电磁场分布的影响规律,建立了块状融石英材料及光纤光栅在60Co 辐射作用下折射率变化的测量系统,开展了折射率随辐射剂量变化及光纤模场测量实验。结果表明:光纤的折射率随辐射剂量的增加而增大,折射率的变化会引起波导中传输模式的场强分布变化,从而导致光纤的辐射感生波导损耗;在一定的辐射剂量范围（0～2000 Gy）内,光纤仍满足弱导边界条件,能够维持对传输模式的约束能力。