改进的MZI型Interleaver进展和研究

MZI型Interleaver的光谱形状、隔离度和温漂等特性是该器件实用化必须解决的问题。从器件的实用角度出发,介绍了提高MZI型Interleaver相关性能的多种方法,并分析了各种改进方案的原理、特点及现状。这些改进型结构对器件的优化设计具有实际的指导意义,可望用于50GHz以下信道间隔的DWDM系统中。     

全电子束光刻制造二维光子晶体波导器件解决方案

以光子晶体Fabry-Perot腔为例,提出了全电子束光刻制作光子晶体波导器件的解决方案.曝光光子晶体区域时采用较小的曝光步长,同时引入额外的邻近效应补偿本征邻近效应,从而获得高质量的掩模图形.曝光较长的输入、输出波导时,采用较大的曝光步长以提高电子束扫描速度,同时在波导的写场(write-field)过渡区引入一个锥形波导以减小写场拼接误差对光传输效率的影响.实验结果证明,这种方法既能保持小孔制作需要的高精度,也能很大程度上提高光刻效率.     

几种新型的Interleaver改进方案

针对interleaver的不同实现方案,介绍了几种新颖的改进结构。首先分析了改进方案的原理,之后对新旧结构的性能进行了比较,结果显示了新方案的性能优异性。这些新颖的设计无疑将对Inter-leaver的成熟商用起着极大的推动作用。     

A Novel Design of Grating Couplers for Efficient Broadband Coupling between Silicon-on-Insulator Nanophotonic Waveguides and Fibres

A novel design of out-of-plane grating couplers is proposed for coupling between silicon-on-insulator nanophotonic waveguides and single-mode fibres. The coupler with the first-order diffraction coupling to the optical fibre is actually a second-order reflected grating with two times of period of the first-order grating. To enhance outcoupled power, a back hole is designed to form in the silicon substrate and a kind of metals is placed on the top acting as a reflection layer. The coupler is optimized using coupled-mode-based simulations, showing that the coupling efficiency to and from tapered optical fibre can be as high as 85% with 1dB bandwidth about 23 nm.     

硅基微纳光子器件制备工艺问题及解决方案

讨论了硅基微纳光子器件制备过程中涉及的几个关键工艺问题,包括:电子束/光学光刻的电子束/光学邻近效应;纳米线光波导ICP-RIE刻蚀的侧壁粗糙问题;光栅及MOS绝缘栅氧化硅填充致密度问题.这些问题可影响器件的结构均匀性、波导传输损耗、光栅的散射损耗以及MOS绝缘栅的绝缘性能.在分析实验结果的基础上,提出了一些解决方案.     

全电子束光刻制造二维光子晶体波导器件解决方案

以光子晶体Fabry-Perot腔为例,提出了全电子束光刻制作光子晶体波导器件的解决方案.曝光光子晶体区域时采用较小的曝光步长,同时引入额外的邻近效应补偿本征邻近效应,从而获得高质量的掩模图形.曝光较长的输入、输出波导时,采用较大的曝光步长以提高电子束扫描速度,同时在波导的写场(write-field)过渡区引入一个锥形波导以减小写场拼接误差对光传输效率的影响.实验结果证明,这种方法既能保持小孔制作需要的高精度,也能很大程度上提高光刻效率.     

高Q值二维光子晶体缺三腔的数值模拟与分析

针对单光子源对高性能纳米腔的需要, 采用“柔性束缚"光子限制结构和时域有限差分法, 通过把时域和频域的光电场分布与理想高斯函数进行比较, 设计出一种高品质因子的光子晶体缺三腔(L3), 其Q值达Q=2.8×10⁵, 有效模式体积为V_eff=0.1813(λ/n)³, 相应的Purcell因子超过F=1.2×10⁵. 此外, 提出一种定量描述腔性能优劣程度的能量系数分析法, 通过定量对比二维高斯分布下的场分布能量与总能量, 提高了腔的优化速度与准确性. 计算结果表明, 随着腔性能的优化, Q值正比于能量系数γ值直至饱和.     

硅基微纳光子器件制备工艺问题及解决方案

讨论了硅基微纳光子器件制备过程中涉及的几个关键工艺问题,包括:电子束/光学光刻的电子束/光学邻近效应;纳米线光波导ICP-RIE刻蚀的侧壁粗糙问题;光栅及MOS绝缘栅氧化硅填充致密度问题.这些问题可影响器件的结构均匀性、波导传输损耗、光栅的散射损耗以及MOS绝缘栅的绝缘性能.在分析实验结果的基础上,提出了一些解决方案.     

一种模拟倾斜折射率界面光波导的新方法

针对传统离散格式下，束传播方法(BPM)模拟倾斜折射率界面出现的问题，提出了一种简明且易于编程实现的改进方案. 在横向上，通过坐标系变换和插值处理，以新颖的7点差分格式代替传统的5点差分方式；在纵向上，以四阶显式Runge-Kutta方法(RKBPM)代替二阶Crank-Nicholson算法(CNBPM)，避免了求解不规则矩阵方程，从而使计算效率显著提高. 关键词： 束传播方法 Runge-Kutta方法 光波导 脊形波导