Design and fabrication of the star coupler based on SOI material

A 1×25 star coupler is designed through calculation and beam propagation method (BPM) simulation. Improvement methods are focused on the design of the tapered waveguides in the device, improving the uniformity of the output light power of the star coupler. Utilizing the conventional Si process technology, the device is fabricated based on silicon-on-insulator (SOI) material. The test result shows that the star coupler has a perfect function of power splitting.     

基于SOI材料的刻蚀光栅分波器的制作工艺

研究了基于绝缘材料上的硅（SOI）材料的平面波导刻蚀光栅分波器的主要制作工艺．利用电感耦合等离子体刻蚀（ICP）技术，在SOI材料上制作了垂直度大于89°的光滑的光栅槽面．氧化抛光后刻蚀侧壁的表面均方根粗糙度（RMS）有3nm的改善，达到7.27nm（采样面积6.2μm×26μm）．通过采用集成波导拐弯微镜代替弯曲波导使1×4分波器的器件尺寸仅为20mm×2.5mm．测试结果表明器件实现了分波功能．     

一种新结构的硅基无源环形波导式谐振腔

提出了一种新结构的光学环形谐振腔。该谐振腔由四根直波导和四个拐弯角处集成的全反射镜围成一个方形环构成，这种结构免去了以前的波导式环形谐振腔中必需包含的弯曲波导。设计了谐振腔的输入和输出结构，并通过计算机辅助设计软件对该设计进行了优化。     

硅基脊型波导器件过渡区损耗及偏振效应

在绝缘层上的硅材料上制作了四种具有不同输入输出结构的星形耦合器并进行了测试,对脊形波导与平板波导相互过渡时过渡区的损耗问题进行了研究和讨论,计算得到在所使用的材料参量下利用锥形结构可以得到1dB左右的最小损耗,这一损耗是由于脊型波导与平板波导间的模式失配造成的。以文献中的实验数据为出发点,分析了脊形波导的偏振问题,并通过对脊型波导器件层厚度、脊高、脊宽进行优化设计,得到了不同偏振模式的有效折射率差仅为10^-5量级的单模脊型波导结构,这样的偏振效应在器件设计中可以忽略。     

SiO2 8×8阵列波导光栅的研制

在Si基SiO2材料上设计并制作了中心波长为1.55 μm、通道间隔为0.8 nm的8×8阵列波导光栅(AWG).详细介绍了器件的设计、制作和测试,并对测试结果及工艺误差进行了深入的分析讨论.封装后的测试结果显示,器件的3 dB带宽为0.22 nm;中央通道输入时,最小和最大插入损耗分别为4.01 dB和6.32 dB;边缘通道输入时,最小和最大插入损耗分别为6.24 dB和9.02 dB;对比不同通道输入时输出通道的中心波长,其偏移量低于0.039 nm;器件的通道间串扰小于-25 dB;偏振依赖损耗(PDL)小于0.3 dB.     

1×32硅基二氧化硅阵列波导光栅的研制

采用高精度光刻版、PECVD材料生长、反应离子刻蚀和端面8. 角抛光等技术,设计并研制了1×32硅基二氧化硅阵列波导光栅. 研制的AWG芯片,其相邻通道引起的通道串扰小于-28dB,非相邻通道引入的串扰小于-35dB. 通道的插入损耗在进行光纤耦合封装后进一步提高,平均损耗约为4.9dB,不均匀性约为1.72dB.     

基于绝缘体上的硅材料的全内反射型阵列波导光栅器件的设计

设计了一种基于绝缘体上的硅材料的全内反射型阵列波导光栅解复用器年。将一全内反射波导镜引入原弯曲的波导列阵中，该波导镜具有偏振补偿的功能和缩小器件尺寸的特点。在器年数值模拟的基础上，制作了原理性器件，并获得了初步的实验结果。     

基于SOI材料的刻蚀光栅分波器的制作工艺

研究了基于绝缘材料上的硅(SOI)材料的平面波导刻蚀光栅分波器的主要制作工艺.利用电感耦合等离子体刻蚀(ICP)技术,在SOI材料上制作了垂直度大于89°的光滑的光栅槽面.氧化抛光后刻蚀侧壁的表面均方根粗糙度(RMS)有3nm的改善,达到7.27nm(采样面积6.2μm×26μm).通过采用集成波导拐弯微镜代替弯曲波导使1×4分波器的器件尺寸仅为20mm×2.5mm.测试结果表明器件实现了分波功能.