针对目前硅基光电子芯片缺失片上光源这一问题,设计了一种基于波导倏逝耦合的硅基片上量子点激光器。整体结构基于绝缘体上硅(Silicon on Insulator,SOI)平台引入倏逝波耦合结构来完成量子点增益芯片和波导间的耦合,利用布拉格光栅形成...针对目前硅基光电子芯片缺失片上光源这一问题,设计了一种基于波导倏逝耦合的硅基片上量子点激光器。整体结构基于绝缘体上硅(Silicon on Insulator,SOI)平台引入倏逝波耦合结构来完成量子点增益芯片和波导间的耦合,利用布拉格光栅形成激光腔体来完成光放大和波长选择功能。通过Lumerical仿真软件对O波段硅基片上光源的锥形(taper)耦合器结构和布拉格光栅结构进行了优化。结果表明,长142μm的锥形耦合器具有最高的耦合效率;长于30μm的锥形光斑塑形波导可以使光束以更低损耗在片上传输;优化后的布拉格光栅在波导两端的长度为110μm和240μm,分别实现了40%和90%的反射率。两段布拉格光栅形成谐振腔,放大并选择出1.31μm波长。文中设计显著提高了硅基片上光源整体的发光效率并降低了成本,实现了超过98%的耦合效率,且与CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)工艺兼容。相关研究结果可为后续工艺设计和实验验证提供数据支持。展开更多
文摘针对移相器和功分器的功能融合设计,提出了一种基于慢波基片集成波导(Slow-Wave Substrate Integrated Waveguide,SW-SIW)的小型化移相功分器,两个输出分支等长带宽,可实现30°相移量.其中一个输出分支通过基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)实现,而另一个输出分支将互补开口谐振环(Complementary SplitRing Resonator,CSRR)加载在上层金属表面,代替传统SIW连续的金属表面,该CSRR由经典CSRR结构演变而来,同时为了降低由CSRR加载所造成的相位上的不稳定,在CSRR内部添加金属化通孔,实现SW-SIW,使得截止频率和相速度降低.测试结果表明,移相功分器在9.0~11.8 GHz频带范围内反射系数|S11|小于-10 d B,相对工作带宽为26.9%,插入损耗小于1.3 d B.两个输出端口的相位差稳定在30°±3°,幅度差小于1.4 d B,实现了等功率分配.所设计的移相功分器具有较小的尺寸和低制造成本,适合应用在相控阵天线中.
文摘针对目前硅基光电子芯片缺失片上光源这一问题,设计了一种基于波导倏逝耦合的硅基片上量子点激光器。整体结构基于绝缘体上硅(Silicon on Insulator,SOI)平台引入倏逝波耦合结构来完成量子点增益芯片和波导间的耦合,利用布拉格光栅形成激光腔体来完成光放大和波长选择功能。通过Lumerical仿真软件对O波段硅基片上光源的锥形(taper)耦合器结构和布拉格光栅结构进行了优化。结果表明,长142μm的锥形耦合器具有最高的耦合效率;长于30μm的锥形光斑塑形波导可以使光束以更低损耗在片上传输;优化后的布拉格光栅在波导两端的长度为110μm和240μm,分别实现了40%和90%的反射率。两段布拉格光栅形成谐振腔,放大并选择出1.31μm波长。文中设计显著提高了硅基片上光源整体的发光效率并降低了成本,实现了超过98%的耦合效率,且与CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)工艺兼容。相关研究结果可为后续工艺设计和实验验证提供数据支持。