GaAs／GaAlAs脊型波导交变式△β耦合器

研制了具有肖特基势垒电极的ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ双异质结脊型波导交变式△β耦合器。通过合理设计器件结构，降低波导层中载流子浓度和上、下包层中Ａｌ的含量，以及采用反应离子刻蚀和和剥离等技术，使器件总损耗降为１０ｄＢ，消光比为２６．８ｄＢ，器件在１．３μｍ下实现单模工作。     

宽带消波长依存波导耦合器的统计优化设计

提出了一种适合于宽带消波长依存波导耦合器的统计优化设计方法。使用该方法 ,在 12 80nm～ 165 0nm带域内 ,对Si基SiO2 光波导作了包括偏振变动优化在内的 5 0 %和 2 0 %功率耦合比的消波长依存波导耦合器的设计。两个器件经三维波束传播法 (BPM)模拟运行验证 ,结果表明 ,在 370nm宽带内 ,两个直交偏振态均实现了功率耦合比为 (5 0± 2 .1) %和 (2 0± 1.4) %、偏振变动量分别小于 0 .65 %和 0 .2 0 %的良好特性     

棱镜-漏波导耦合器的理论分析

根据多光束干涉原理,理论上分析了棱镜-漏波导耦合器,且与棱镜-波导耦合器作了比较,给出正确使用这两种耦合器的判据.分析结果表明,在强耦合条件下,棱镜-漏波导耦合器可用于薄膜参数测量和光波导输入-输出耦合;对于弱耦合,本文的结果与Tien和Ulrich的理论一致.     

低功耗聚合物波导可调耦合器的优化设计

提出并研究了一种带隔热槽的马赫-曾德尔干涉结构聚合物波导可调耦合器。仿真分析了热光电极作用下有、无隔热槽的耦合器波导温度分布,表明设置隔热槽可以降低热光调谐所需的功耗。研究了铝电极作用下不同上包层厚度对光传输损耗的影响,确定了上包层厚度。根据隔热槽与电极之间距离对热光调谐功耗的影响,结合隔热槽对导波光模式的影响及波导制备工艺,确定了隔热槽的位置。最终设计的带隔热槽聚合物波导可调耦合器实现1～0的分束比所需功耗为2.20mW,是无隔热槽的47.4%。     

光子晶体波导定向耦合器

在完整二维光子晶体中引入线缺陷后，就形成了光子晶体波导；将时域有限差分方法(FDTD)用于光子晶体波导耦合研究，计算了不同耦合长度情形下的波导各个出口处的透过率，结果表明：光子晶体波导耦合遵循普通介质波导耦合的一般规律，也有定向耦合的功能。进一步的研究表明：对于不同的频率，光子晶体定向耦合器耦合系数是不同的，并且耦合系数和对应的频率之间近似直线关系。     

用两段式波导模型研究3dB宽带光纤耦合器

报道了用两段式组合波导模型分析研究３ｄＢ宽频带熔锥型单模光纤耦合器。根据文献［１］用两根阶跃型单模光纤，使其中一根光纤的熔锥区腐蚀变细，熔融拉锥成两段式的准双锥体组合波导，分别用变分理论和传统的耦合波理论分析横截面近似不变的腰部区域和横截面随从向距离变化的梯度区域内的耦合行为，耦合器的耦合功率是这两段区域耦合功率的叠加。从而得到了耦合器中任意点的耦合功率表达式。用光纤参数和适当的组合波导横截面尺寸     

平面弯曲波导耦合器的特性分析

根据耦合模理论和弯曲波导耦合器的结构特点,对平面弯曲波导耦合器的特性进行了分析,结果表明弯曲波导耦合器的弯曲半径和最小间距两个可调变量,增加了波导器件设计的灵活性;同时由于等效耦合长度的调制作用使得弯曲波导耦合器在波分复用/解复用中比平行直波导耦合器具有更大的复用带宽;分析了弯曲半径和最小间距对弯曲波导耦合器复用带宽的影响,为实际波导器件的设计制作提供了一定的理论依据.     

波导带状线同轴线型定向耦合器特性

给出了波导带状线同轴线型定向耦合器技术参量的计算表达式,利用Matlab软件定量地研究了耦合器结构尺寸和输入波频率对耦合器的技术参量的影响。数值结果表明:方向角对耦合度及方向性的影响最大;耦合小孔深度对理想方向角影响最大;输入频率在低频端(小于2.0GHz)对理想方向角的影响很大,而在中高频端的影响较小。在波导带状线同轴线型定向耦合器的设计中,除了可以改变小孔大小及旋转方向来满足耦合度和方向性外,还可以通过改变带状线尺寸以及耦合器位置来调节耦合度和方向性。     

GeSi/Si异质结光波导光栅耦合器的设计与模拟

GeSi/Si异质结光波导是硅基光电集成(OEIC)领域一种重要的连接器件,研究其光的输入耦合,提高耦合效率有着重要的意义.通过分析导模-辐射模的耦合理论求得光栅耦合器的辐射损耗系数,设计分析了波导层厚度为2500 nm,入射波长为1300 nm的单模Ge0.05Si0.95/Si异质结波导光栅耦合器的周期、长度和槽深,得出从空气中输入角为75°(从衬底中入射角为16°)时,周期为0.512 μm,槽宽为0.256 μm,光栅长度为2.3 mm,从空气侧输入时耦合效率为22.5%,从衬底输入时耦合效率为46.3%,并对其输入、输出光场进行了数值模拟.     

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。     

GaAs／GaAlAs脊型波导交变式Δβ耦合器

研制了具有肖特基势垒电极的ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ双异质结脊型波导交变式Δβ耦合器．通过合理设计器件结构，降低波导层中载流子浓度和上、下包层中Ａｌ的含量，以及采用反应离子刻蚀和剥离等技术，使器件总损耗降为１０ｄＢ，消光比为２６．８ｄＢ，器件在１．３μｍ下实现单模工作．     

Graphical Representation of the Supermode Theory of a Waveguide Directional Coupler

A novel graphical representation of the supermode theory of a waveguide directional coupler based on phasor analysis is described. Following this approach, dependence of the magnitudes and phases of the output fields on the splitting ratio of a directional coupler is discussed. Both the cases of phase-matched (identical) and non-phase-matched (non-identical) waveguides constituting a directional coupler are investigated. This approach directly illustrates the fact that the phase shift suffered by the coupled light relative to the throughput light is π/2, regardless of the splitting ratio for identical guides, which is not the case for couplers with non-identical waveguides. It also yields additional information about the phases of the output fields of a directional coupler. The usefulness of this approach in the context of wavelength-flattened couplers, wavelength division multiplexing couplers, and polarization effects in directional couplers is also discussed. This approach should also be helpful in the analysis of guided wave interferometric devices such as wavelength interleave filters and modulators, based on concatenated directional couplers.     

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     

Design and Evaluation of an N:N Optical Coupler Using an Integrated Waveguide Mirror

We proposed and fabricated an N:N optical coupler using an integrated waveguide mirror. Optical circuits can be miniaturized with small bending by reflecting mirrors. The parabolic curve was applied to the mirror shape because it was necessary to collimate the reflected beam so as to distribute the input light to the output waveguides. We fabricated the 8:8 optical coupler using silica waveguide. The chip size was about 7mm x 15mm. The excess loss of the device was about 8 dB larger than simulation results calculated using beam propagation method. The dependence on the wavelength and polarization was about 0.4 and 0.15 dB, respectively. The excess loss was mainly attributed to the mirror tilt and will be reduced by optimizing the etching conditions to decrease the mirror tilt angle.     

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.     

星形光波导耦合器的耦合特性分析

根据TE0模光波导的本征场分布、瑞利索末菲标量衍射积分公式和激励源与光波导耦合的匹配效率公式,给出光波导端面衍射和耦合的归一化发射系数和接收系数计算公式,推导出光波导端面非接触耦合的耦合效率计算公式。光波导模场分布采用高斯函数近似表达,给出简洁的计算光波导端面非接触耦合的耦合效率函数表达式。最后,基于星形光波导耦合器结构参量的特点,将累加运算采用积分运算近似表达,给出星形光波导耦合器接收光波导总的接收效率与耦合器基本参量的关系,阐明了星形光波导耦合器的耦合特性。