SOI光波导器件的研究进展

近年来随着SOI晶片制备技术的成熟,SOI基波导光波导器件的研究日益受到人们的重视.介绍了弯曲波导、光耦合器、可调谐光衰减器、光调制器和光开关等常见的SOI基光波导器件的一些研究进展.     

氧化物单模脊形光波导分束器的优化设计及制作

通过改进光波导的有效折射率法(EIM)方法,定义新的归一化参量,得出了脊形光波导模式归一化本征方程及单模条件的简单表达式.新的脊形光波导单模条件突破了以往理论对归一化外脊高(r)的限制,允许脊形光波导的参数r的取值进入r0.5的范围,据此设计制作了单模工作的氧化物脊形光波导.新定义的归一化参量对分析计算脊形光波导具有通用性,为优化设计脊形光波导及其单模结构参数提供了便利性和更大的灵活性.     

光孤子在非线性光子晶体弯曲波导中的传输特性研究

通过数值模拟方法研究了非线性光子晶体波导中光孤子的传输特性,研究重点是光在基于二维光子晶体材料制作的弯曲波导中的透射行为,结果表明光孤子经过传统方法制作的弯曲波导后能量完全衰减,而通过调制波导弯曲处晶体的结构,光孤子可以完美的传输,没有畸变和能量损耗。此外,也总结了调制波导弯曲处光子晶体结构以提高光孤子的透射率应遵循的原则。     

用载能离子束辐照技术制备的激光晶体光波导

激光晶体是重要的激光增益介质．光波导结构是集成光子学的基本元件之一．利用载能离子柬辐照技术,可以在激光晶体材料中制备光波导结构,进而实现微型的波导激光．本文综述了载能离子辐照技术制备激光晶体光波导的基本原理与方法,以及离子束对晶体波导微荧光性能的影响,介绍了晶体波导激光的最新研究进展．最后,展望了离子辐照激光晶体光波导研究的未来发展方向．     

基于硅酸盐玻璃的Ag~+-Na~+离子交换光波导

在硅酸盐玻璃基质上用Ag+-Na+离子交换法制备光波导。采用棱镜耦合法测量光波导有效折射率,并用IWKB法计算光波导折射率分布曲线。得到了交换工艺条件和光波导性能之间的关系,讨论了Ag+离子浓度、交换温度和扩散时间对光波导制备工艺的影响。     

分析转移矩阵方法确定多层平板光波导TM模的色散方程

分析转移矩阵方法(ATMM)能精确地确定平板光波导的模式特性。本文利用ATMM，导出了非对称多层平板光波导和对称多层平板光波导的TM模的精确色散方程。     

变密度均光波导多层存储器原理和实验

介绍了变密度均光波导多层存储器的基本结构和原理.波导多层存储器是通过收集波导侧面信息符发出的散射光来读取数据的,而变密度均光波导多层存储器的设计主要是为了解决波导多层存储器侧面散射光强不均匀的问题.理论推导表明当波导衰减系数沿着寻址光传播方向逐渐增加时可以实现波导侧面散射光强均匀分布.而波导衰减系数的其中一个参量就是信息符的分布密苘度,因此我们通过改变不同位置处信息符的分布密度就可以实现均光.为了证明理论的正确性,设计了原理性实验,完成了原理性实验器件的研制.原理性实验对变密度均光波导多层存储器的结构、原理以及实现均光的可行性进行了验证.实验还将变密度均光波导多层存储器的性能与一般的波导多层存储器作了对比,实验效果良好.     

空心光波导的光能量传输特性及应用

文章从光波电磁理论出发，简述空心光波导的光能量传输原理，从理论上分析空心光波导的光能量传输损耗问题，慨述空心光波导的研制现状，探寻有效解决高密度大功率太阳能传输的有效途径，为太阳能的低损耗传输和有效利用提供理论支持。     

流体动力学调制下的动态光流控波导及其生化应用

基于流体动力学调制,探究光流控波导的独特光学特性及其生化应用.将微流体独特的输运、扩散、离心性质应用到光波导设计中,赋予液体不同于固态光波导的奇异性质.例如以输运为主的流体特质可构造动态可调的阶跃波导;扩散明显的流体特质可构造具有独特衍射现象的渐变波导;离心性质可实现纤芯3D可调的动态波导.结合其他液体性质,光流控波导可实现传感、染料激光及颗粒分离的诸多生化应用.     

新型的双包层同轴圆柱光波导的研究

研究了一种新型的双包层阶跃光波导，内包层的折射率大于芯及外包层的折射率，因而光被限制在内包层中传播。文中推导了此类光波导的子午光线和空间光线的数值孔径。在弱波导近似下推出了柱坐标下的波导模式方程。     

Yb-Er共掺光波导放大器增益特性模拟及优化

为提高光波导放大器的增益特性,从Yb-Er共掺系统的能级结构及能量传递过程出发,建立了Yb-Er共掺光波导放大器增益的理论模型,对增益特性进行数值模拟;讨论了铒离子的掺杂浓度、泵浦光功率和信号光功率等因素对光波导放大器增益的影响,并进行优化。数值模拟结果表明:当波导长度小于其最佳值时,增益随铒离子的掺杂浓度和泵浦光功率的增加而显著增大;超过最佳波导长度,增益随之下降;泵浦光功率一致,信号光功率增强时,增益下降。抽运功率为70 mW时,长度为2.24 cm的光波导放大器,单位长度增益为4.73 dB/cm,该结果与实验数据基本吻合。     

光折变晶体中写入阵列平面波导实验

进行了在光折变晶体中写入阵列平面光波导的实验研究,分别给出了在LiNbO3∶Fe晶体和SBN∶Cr晶体中写入阵列平面光波导的实验结果.实验结果表明,用这种方法写入阵列平面光波导简便可行.     

全息光栅耦合器(摘要)

把光耦合进入薄膜光波导是集成光学器件的首要问题。本文报导了在离子交换光波导上沉积AZ-135光致抗蚀剂,用4880A°的氦镉激光器作光源,经滤波、扩束、分光在波导上以34°角相干曝光而制得全息光栅耦合器。我们已观察到在掩埋的光波导中沿着指定方向传输指定模式的光波。     

Yb:YVO_4晶体波导传播特性研究

为研究飞秒激光直写Yb:YVO_4晶体波导传播特性,采用Rsoft模拟软件和有限差分光束传播方法,对波导与材料的折射率差、波导尺寸等参量进行优化。得到当波导与材料的折射率差范围为0.015~0.0365,波导宽度范围为2~3μm、波导深度范围为3~10μm时,光在波导内只以基模形式传播,且光在波导内的近场光强分布稳定,散射损耗低,模式转换损耗消失。实验结果表明,通过控制波导参量可有效降低光在波导内的传播损耗并提高近场光强分布的稳定性,能够为飞秒激光微加工Yb:YVO_4晶体波导及其激光器设计提供一定的理论依据。     

非线性光波导特性及其应用

从理论和实验两个方面,综述了国内外非线性光波导的研究,介绍了非线性光波的研究中比较重要的特性,并介绍了非线性光波导的应用,最后对非线性光波导中的相位匹配技术做了介绍,比较了各自的优缺点。     

ARROW及泄漏波导

ARROW型波导,是一种泄露波导.是利用干涉矩阵法、解析法理论分析可得,与普通波导相比,型波导采用层间组合.光波导本身具有对偏振和波长进行滤波的控制功能.ARROW作为一种沟道化波导,不必对折射率进行精确控制,其包层可以很薄,因而容易制造.是一种适用于光集成电路的波导.     

Woodpile结构中立体空间波导的研究

采用时域有限差分法设计并模拟了微波波段的三维立体结构中任意弯曲波导及空间腔腔耦合波导结构。模拟结果表明,三维立体的woodpile结构除了可以实现平面内任意弯曲波导如C型波导、Z型波导对光的可控制传输外,还可以实现非平面内光的多角度多方向的可控制传输。     

质子交换X切LiNbO_3光波导的光学特性及其电光调制研究

为了研究质子交换条件对光波导特性的影响,利用棱镜耦合m线法和IWKB(Inverse Wentzel-KramersBrillouin)法,研究了质子交换温度、交换时间和退火累积时间对光波导光学特性的影响。实验结果表明,在相同交换温度条件下,交换时间越长,波导表面折射率增量越大,波导深度越深;在相同交换时间条件下,温度越高,波导表面折射率增量越大,波导深度越深,温度对光波导的光学特性起重要作用。退火前波导折射率分布为阶跃型分布,退火后波导折射率为渐变型分布。在苯甲酸中掺入1%的苯甲酸锂、交换温度为230℃以及交换时间为45 min条件下可获得单模平面光波导。制作了X切Y传LiNbO_3单模条形光波导,并对单模条形光波导的电光调制进行了研究。结果表明,在半波电压范围内,随着调制电压的增加,光波导透射光相位增加,光波导透射光强随调制电压增加而减少。     

硅基集成光波导放大器的最新研究进展

在信息化进程中,随着摩尔定律越来越接近极限,将微电子和光电子结合起来,开发硅基大规模光电子集成技术已经成为技术发展的必然和业界的普遍共识.在硅基光电子集成器件中,硅基光源是重中之重.虽然硅是间接带隙半导体材料,发光效率很低,但人们一直没有放弃制备硅基光源.硅基光源包括硅基光波导放大器、发光二极管、激光器等,其中硅基光波导放大器又是激光器的基础,是硅基光电子集成回路中不可或缺的器件,如果光波导放大器有足够高的净增益,在光波导放大器的两端设计合适的谐振腔就可以获得光泵的激光.本文着眼于硅基光波导放大器,介绍了目前硅基光波导放大器最主要的两个研究方向,即硅基混合集成Ⅲ- Ⅴ族半导体光波导放大器和硅基掺稀土离子光波导放大器.并分别讨论了这两个研究方向的原理、制备方法、发展过程等,列举了相关的典型研究成果,最后简单介绍了其他光放大技术,并做了相应的分析、总结和展望.     

硅脊背形光波导的单模域

本文用耦合理论给出了拓宽的完整的硅脊背形光波导单模区域，在这个区域内，利用脊背高与波导竟之比的一系列取值．可设计出各种大尺寸的单模硅光波导，这给硅波导的设计和制造带来更大的自由度．