基于凹型谐振光栅的高性能光学折射率传感器

基于导模共振效应的光栅传感器因具有无需荧光标记、易于集成、能实时检测等优点在生物医学传感领域得到了广泛应用。然而,该类型传感器存在品质因子和灵敏度相互制约的问题。为此提出一种凹型光栅结构,也就是在周期性光栅的每一个单元中引入凹型微结构,增强光场与检测物质的相互作用,进而提升传感器的品质因数。利用严格耦合波算法设计了器件结构,分析器件的本征模式,阐明其物理机理。仿真结果表明,该器件的品质因数可达到6562.5。本研究工作将为研制基于微纳结构的高性能集成光学传感器提供研究基础。

基于级联复合光栅的窄带平顶型滤波器设计

导模共振光栅作为一种重要的滤波单元,在光通信中有着广泛的应用。然而,普通的导模共振光栅的传输光谱为洛伦兹型,该类结构在高性能光纤通信系统中的应用受到限制。采用级联导模共振光栅可以实现平顶滤波响应,但是整个器件的体积较大,制作工艺复杂。此外,单一复合光栅结构难以直接实现窄带平顶滤波响应。提出了一种级联双层复合光栅结构以解决这一问题,利用严格耦合波算法和本征模式分析法分析了其输出光谱。仿真结果表明该滤波器的中心波长为1549.9 nm,其平顶光谱的线宽为0.5 nm。

基于级联导模共振光栅的平顶光学滤波器设计

基于导模共振光栅的集成光学滤波器在光纤通信中具有潜在的应用前景,然而单个导模共振光栅的输出光谱一般呈现洛伦兹线型,这会阻碍该类结构在波分复用系统中的应用。传统方法一般采用多个谐振腔级联的方式实现平顶滤波响应,然而整个结构的体积较大,制作工艺较为复杂,因此提出一种基于级联双层导模共振光栅结构,其输出光谱响应为平顶陡边型。首先建立器件的物理模型,其物理机理是将导模共振效应与法布里-珀罗谐振效应结合,然后利用物理模型分析和设计滤波器结构。研究发现该滤波器的中心波长为1550 nm,其3 dB带宽可以增加至20 nm。