一种计算单模波导输出的快速方法及其在结构优化中的应用

提出了一种快速准确的新方法,用以计算入射场耦合到波导的能量.这种方法将BPM(beam propagation method)和叠加积分法结合起来,克服了单独用BPM计算场分布的效率较低的缺点,同时也克服了叠加积分只适用于计算规则波导的缺点,该方法称为正交过滤法.用这种快速方法对星型耦合器中输出波导的锥形波导形状曲线进行优化以获得最大的耦合能量.     

大截面SOI脊型波导单模条件的研究

利用有限差分方法（FDM）对大横截面SOI（Silicon-on-insulator）脊型光波导的本征模进行了计算分析, 从而确定了SOI脊型波导的单模条件, 即归一化外脊高和归一化脊宽的关系. 通过比较, 进一步明确了归一化外脊高大于0.5时现有的单模条件解析公式中常数项的取值为0.3. 同时, 还对归一化外脊高小于0.5时的单模条件也做了计算和讨论.     

弯曲波导中基于PML边界条件的柱坐标广角BPM

给出了基于完美匹配层边界条件(PML—BC)的柱坐标广角波束传播方法(BPM)。用(2，2)阶Pade近似的广角BPM对光在弯曲波导中的传输特性进行了计算和分析，获得了比近轴BPM更精确的结果。采用了PML—BC，减小了边界反射，获得了比透明边界条件(TBC)更好的结果。     

Silicon nanophotonics for on-chip light manipulation

The field of silicon nanophotonics has attracted considerable attention in the past decade because of its unique advantages,including complementary metal–oxide–semiconductor(CMOS) compatibility and the ability to achieve an ultra-high integration density. In particular, silicon nanophotonic integrated devices for on-chip light manipulation have been developed successfully and have played very import roles in various applications. In this paper, we review the recent progress of silicon nanophotonic devices for on-chip light manipulation, including the static type and the dynamic type. Static onchip light manipulation focuses on polarization/mode manipulation, as well as light nanofocusing, while dynamic on-chip light manipulation focuses on optical modulation/switching. The challenges and prospects of high-performance silicon nanophotonic integrated devices for on-chip light manipulation are discussed.     

硅基片上复用—解复用技术与器件

近年来,随着云计算、数据中心的迅速发展,光互连凭借其在功耗、速度和带宽等方面具有电互连无可比拟的诸多优势,获得越来越多的关注。为了充分发挥光互连带宽优势,发展波分复用（WDM）、偏振复用（PDM）以及模式复用（MDM）等技术是一种有效途径。而将多种复用方式综合运用则可形成一种多维混合复用技术,从而显著提升光互连通道数量和传输容量。鉴于片上集成（解）复用器是实现多通道并行传输复用系统的关键器件,着重介绍总结了基于硅光子技术实现的超小型片上集成（解）复用器件的进展,包括WDM、PDM、MDM复用—解复用器件以及混合复用—解复用器件。     

一种适用于任意折射率分布的等效折射率方法

提出了一种新的等效折射率方法,可以将光波导的两维折射率分布精确等效成一维折射率分布。从波动方程出发,通过严格的数学推导,得到了一维等效折射率分布的表达式。该等效折射率分布由二维光波导的模场分布和折射率分布决定。在此等效过程中,几乎无任何近似,因此具有比传统等效折射率方法(EIM)更高的精度,而且不受波导截止条件的限制,并适用于任意的折射率分布结构。以SOI(silicon-on-insulator)脊型光波导为例,给出新方法的一个具体等效实施过程,比较了新方法与传统等效折射率方法计算得到的等效模场分布及等效折射率,结果显示本文方法的有更高的计算精度。最后,文中给出了一个利用这种等效方法计算弯曲波导损耗的例子。新方法可以使对三维结构(截面为任意折射率分布)的模拟简化成二维模拟。     

刻蚀衍射光栅像差特性分析

对作为波分复用关键器件之一的刻蚀衍射光栅(EDG)的像差特性提出了一种简单方便的计算方法,分析了像差对刻蚀衍射光栅频谱响应的影响.理论推导了基于基尔霍夫衍射、角谱衍射以及快速傅里叶变换等方法.最终证明彗差会造成谱形失称,明显降低耦合效率;而球差则会明显地增加串扰.并指出当像差存在时通过输出端加taper结构,并不能显著改善器件的串扰特性.     

用极坐标下的广角光束传播法计算分析弯曲波导

采用了极坐标下的广角BPM(Beam Propagation Method)对弯曲波导进行了计算模拟,并与极坐标下近轴BPM方法进行了比较,取得很好的结果.     

AWG中阵列波导耦合系数的计算

针对阵列波导光栅（AWG）中阵列波导耦合系数的计算问题，提出了基于光束传播方法（BPM）的叠加积分方法的修正方法。将修正前、后的结果与简单叠加积分方法的结果作了分析比较，从而验证了修正方法的正确性。分析了阵列波导之间的耦合对耦合系数的影响，阵列波导间距越小，影响越大。     

基于深刻蚀SiO2脊型波导的紧凑型多模干涉功分器

采用深刻蚀SiO2脊型波导,利用其弯曲半径小的优点,设计了一种紧凑型1×2多模干涉功分器.在输入/输出波导与多模干涉区域之间引入了逆向锥形波导,有效地减小了输出波导间距,从而减小了多模干涉区域宽度及其长度,进一步实现了多模干涉器件的小型化(仅为150 μm×20 μm).并采用三维束传播方法对多模干涉区域及输入/输出波导中的光场传输进行了模拟仿真,得到了一组最优参量设计值,从而实现其结构优化.