一种新的偏振无关电光调制器

提出一种全新的偏振无关强度调制器设计原理.这种调制器只需要一个电光晶体,不需要辅助偏振片,电极设计和制作相当简单.采用线性电光效应耦合波理论对光在调制器中的传播行为进行详细的研究,经过理论计算,发现光通过调制器后,出射的调制光强不依赖于入射光的偏振状态.最后,以4 mm晶系中的SBN和KNSBN为例,给出调制器在横向应用时电光晶体优化切割方案.     

双轴晶体电光调制器的最优设计

运用新的线性电光效应的耦合波理论，对双轴晶体KTP电光调制器的温度特性进行了理论研究.找到了一个入射光波矢的方向，在该方向上，出射光光强不随温度的变化而变化，而且此方向在一定的角度范围内变动，温度的稳定性是可以保持的.还进一步对晶体的通光长度和外加电场的方向进行了筛选，实现了双轴晶体KTP电光调制器的最优设计. 关键词： 电光效应 耦合波理论 电光调制器 最优设计     

偏振方向对THz电光探测影响的理论研究

采用线性电光效应耦合波理论，系统地研究了用无中心反演对称性的立方晶系晶体作为探测晶体时，terahertz(THz)辐射信号和探测光的偏振方向对电光探测的影响. 研究结果发现，THz辐射和探测光的偏振方向都对电光探测影响很大，沿(110)方向传播时可以获得最大的探测灵敏度，最适合THz的横场探测. 计算研究的部分结果与已有的实验结果相一致，可为电光探测器的设计提供有用的指导. 关键词： 电光探测 THz辐射 偏振 线性电光效应耦合波理论     

电光调制器的温度特性及其最优化设计

利用线性电光效应的波耦合理论对铌酸锂晶体电光调制器的温度特性进行研究,给出了不同光波波矢和晶体光轴夹角情况下电光效应的温度变化特性,发现可以利用角度调节来克服电光调制器的温度敏感性;在此基础上,进一步对电光调制器进行了最优化设计,得到一个半波电压小(几十伏)、零场泄漏几乎为零(零电压出射光强和入射光强比为0．0027)、消光比达到365．6、温度性能稳定而且不需要透明电极的一个设计。     

THz辐射电光探测原理分析新方法

采用线性电光效应耦合波理论，得到一种全新简便的基于线性电光效应的THz辐射电光探测 原理的分析方法.这种方法不仅适用于一切各向同性晶体，也适用于探测光沿光轴传播的单 轴晶体.它可以方便地描述在探测光偏振状态和THz辐射电场方向都任意的情况下探测器的行 为，并可以得到探测器的优化设计方案.同时此方法不需要复杂的坐标变换，计算方便简洁 ，而且得到一些在其他理论中没有得到的结论，有望给电光探测器设计者提供有益的参考 . 关键词： 电光探测器 THz 线性电光效应耦合波理论     

与偏振无关的马赫—泽德波导调制器

本文报导我们设计制作的钛扩散铌酸锂马赫—泽德波导调制器。它采用Z传铌酸锂基片,只需一组电极就能实现对任意偏振态的有效调制。在0.6328μm波长下测试,半波电压为9V、消光比为90%。     

偏振态对准相位匹配线性电光效应的影响

系统研究入射光为不同偏振态时的准相位匹配线性电光效应。在准相位匹配条件满足时,若入射光为线偏振光,则o光与e光能够彻底耦合,出射光仍为线偏振光,且其偏振方向可以通过外加电场调节到任意角度;若入射光为椭圆偏振光,则o光与e光不能彻底耦合,输出光为与输入光同椭圆率的椭圆偏振光,其椭圆方位角可以通过调节外加电场旋转到任意角度;若入射光为圆偏振光,则o光与e光之间没有能量耦合,输出光仍为圆偏振光。准相位匹配条件满足的线性电光效应在保偏的偏振旋转器中有重要应用。在准相位匹配条件不满足时,o光与e光由于相位失配而没有能量耦合,输出光的偏振态取决于o光与e光的初始相位差和双折射(自然双折射和电光双折射)引起的附加相位差,特别是极化占空比为0.5时,电光效应引起的双折射总效果为零。     

偏振无关的双折射多波长滤波器的Z域设计

基于双折射铌酸锂晶体的电光效应,设计了一种偏振无关的二端口波导型多波长可调谐滤波器.在非对称干涉仪的上下分支波导上,耦合电极与相移电极周期性交叉级联实现模式的偏振转换.利用琼斯矩阵的Z域分析,求解驱动电压模拟实现多个波长的同时选择.仿真实现了自由光谱范围内分布任意的窄带多波长输出.波长中心处传输率为100%;旁瓣大小受到所选波长个数的影响,三个波长同时滤波的旁瓣可达12 dB.同时得到了梳状滤波输出谱,其通带顶部平坦,旁瓣可达15 dB以上.     

一种利用电光效应测量微小转角的新方法

利用线性电光效应发展出一种新的、高准确度的微小转角测量法.根据W.L. She等人提出的线性电光效应耦合波理论,求得出射光强与入射光强比值（即出射率）对入射光方向的依赖曲线,利用该曲线,通过测量出射率可以确定入射光的方向.并根据此原理,设计了一套简单的装置,该装置可以测量出物体微小转角的变化量,同时测量范围及准确度都可通过外加电场和入射光波长加以调节.对此微小转角测量法作了理论分析,在LiNbO3器件上,得到测量范围大于3′,准确度为3.5″的设计结果.     

包层调制的聚合物电光调制器及其理论分析

器件损耗偏高是当前聚合物电光调制器的研究中需要解决的问题之一。在调制器的插损之中,波导传播损耗(包括吸收和散射损耗)的贡献举足轻重。特别是在追求高电光系数的材料同时,传播损耗也将会不可避免地增加。如何改善器件的损耗是聚合物调制器实用化的一个重要课题。为此提出了一种在波导包层中调制光波的设想。理论分析表明,这种方法能够大幅度降低波导传播性能,因而有助于改善器件损耗。由于包层中光波强度比芯层中要弱,因此在包层中调制光波会引起场—模交叠因子的弱化,但是优化计算发现,通过调节波导的尺寸尤其是芯层厚度可以控制交叠因子使其弱化程度降低到最小,在最优的情况下,场一模交叠因子可达0．89。随着波导传播损耗的降低,器件调制区的长度可以做得更长,有助于进一步降低器件的半波电压。     

用连续波电光检测技术进行LiNbO3定向耦合波导调制器的场分布测量

本文介绍一种新颖的无损伤检测技术——连续波电光检测技术(OWEOP)对LiNbO_3定向耦合波导调制器模拟样品内场分布进行各种测量所获得的实验结果。采取了背射和端射两种测量方式,测出了波导电极条下,电极间隙区以及电极中断区电场的分布,并对实验结果进行了讨论。     

基于Add-drop型微环谐振腔的硅基高速电光调制器设计

相比于传统的All-pass型微环谐振腔硅基电光调制器, Add-drop型微环谐振腔可提供更多的设计自由度, 使调制器在不改变杂质掺杂浓度的情况下就能在调制带宽和消光比性能上获得均衡考虑. 本文设计了基于Add-drop型微环谐振腔的高速、且在低调制电压下实现大消光比的硅基电光调制器, 所用微环谐振腔的半径仅仅为20 μm. 重点分析了直波导与微环谐振腔的耦合对调制器性能的影响, 发现较小的Drop端耦合系数有利于消光比的提高, 但是不能同时达到最佳的调制带宽, 因此设计上存在一个带宽和消光比性能上的折中考虑. 根据优化设计的结果进行了实际器件的制作和测试. 静态光谱测试表明, 在3 V反向偏置电压的作用下, 调制器的消光比最大可达12 dB. 动态电光响应测试中, 在仅仅1.2 V的信号幅值电压下测得了8 Gbps数据传输速率的清晰眼图. 关键词： 电光调制器 绝缘体上的硅 微环谐振腔 载流子色散效应     

SBN:60晶体的电光诱导光波导及其调制器

本文首次报道了在SBN:60(Sr_(0.6)Ba_(0.4)Nb_2O_6)单晶上观察到DC(直流)电光诱导光波导的形成,以及当反转上述DC极性时光由电极间隙下低折射率区折向衬底的现象,并根据上述现象演示了一种不同于以光相位调制为基础的新的低压高调制度的电光光强调制器。     

Ultra-broadband and polarization-independent planar absorber based on multilayered graphene

We propose an ultra-broadband and polarization independent planar absorber comprising multilayered graphene. The bandwidth of the proposed absorber is extended by increasing the number of layers of graphene, and it is polarization independent due to its symmetrical unit structure. The full wave simulation results show that an absorber with three graphenebased layers can efficiently harvest an electromagnetic wave with random polarization from 17.9 GHz to 188.7 GHz(i.e.,covering frequency regimes from K to D bands and relative bandwidth of ~ 165%). The physical absorption mechanism of ultra-broadband absorption has been elaborated upon using the destructive interference method and multiple resonances approach in a multilayered medium. The proposed absorber can be used in many applications such as medical treatment,electromagnetic compatibility, and stealth technique.     

Optical modulator using metal-oxide-semiconductor type Si ring resonator

Electric-field drive optical modulators using a Si ring resonator were fabricated on silicon-on-insulator (SOI) wafers. The fabricated resonators consisted of Si waveguides with width and thickness of 1.0 and 0.3 μm, respectively. In order to induce the linear electro-optic (EO) effect in the Si core layer, the strain was applied by covering the layer with Si₃N₄ film (0.26 μm thick) deposited by low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) at 750 °C. The vertical electric-field was applied to the Si waveguide through the top and bottom cladding layers, and the optical output from the drop port at the resonance wavelength was measured. At a wavelength of 1501.6 nm, the optical modulation of 33% was obtained at 200V (electric-field at the silicon surface ∼3 × 10⁵ V/cm, nearly the breakdown field). The resonance wavelength was shifted toward the short wavelength side by applying both positive and negative voltages, this shift was explained by carrier concentration modulation. The linear EO effect in the Si core layer was not observed, presumably because the strain in the Si core layer was too small.     

Novel integrated optic intensity modulator based on mode coupling

The analysis, design, realization, and measurements of a novel intensity modulator are reported. The operating principle is based on mode coupling between a passive low-loss SiON waveguide and an electro-optic high-loss polymer waveguiding structure. Matching the waveguides is critical and results in severe demands for the technology. Extended simulations by the Coupled Mode Theory, the Leaky Wave Model, and Finite Difference Beam Propagation Method resulted in the design of several modulator structures. After realization, modulation could be demonstrated at 632 nm and at 1523 nm using lossy waveguiding modes and surface plasmon modes.